DE102007006128B4

DE102007006128B4 - Prüfvorrichtung und Prüfverfahren

Info

Publication number: DE102007006128B4
Application number: DE102007006128.7A
Authority: DE
Inventors: Seiji Amanuma
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2027-02-03
Also published as: US20070194794A1; DE102007006128A1; JP2007205932A; US7298150B2; JP4947986B2

Abstract

Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung (100) mit einer Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) zum Zuführen einer Bezugsspannung;dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (10) weiterhin aufweist:einen zwischen einem positiven Anschluss (61) und einem negativen Anschluss (62) der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) derart vorgesehenen Feldeffekttransistor (24), dass ein Drain-Anschluss undein Source-Anschluss des Feldeffekttransistors (24) in Parallelverbindung mit der geprüften Vorrichtung (100) sind;eine Induktivität (28), die zwischen den positiven Anschluss (61) undden negativen Anschluss (62) der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (28) geschaltet ist, welche Induktivität in Serienverbindung mit der geprüften Vorrichtung (100) sowie in Serienverbindung mit dem Feldeffekttransistor (24) ist;eine Steuerschaltung (30) zum Steuern einer Gate-Spannung des Feldeffekttransistors (24), wodurch eine zu der geprüften Vorrichtung (100) zu liefernde Leistungszuführungsspannung geändert wird; und eine Beurteilungsschaltung (42) zum Beurteilen der Qualität der geprüften Vorrichtung auf der Grundlage einer Charakteristik der geprüften Vorrichtung (100) in Übereinstimmung mit der Änderung der Leistungszuführungsspannung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren zum Prüfen der Charakteristik einer geprüften Vorrichtung durch Ändern einer Leitungszuführungsspannung.
STAND DER TECHNIK
Halbleitervorrichtungen mit hoher Spannungsfestigkeit sind bekannt für die Verwendung beispielsweise zum Steuern von Motoren für elektrische Automobile und zum Steuern von Wechselstrom-Ventilatormotoren. Bei einer derartigen Halbleitervorrichtung mit Spannungsfestigkeit wird ein PN-Übergang mittels eines isolierenden Films beispielsweise aus SiO₂ getrennt, und so ist es möglich, Schaltungen, die mit niedrigen Spannungen arbeiten, und Schaltungen, die mit hohen Spannungen arbeiten, auf einem Chip unterzubringen.
Da isolierende Bereiche von Halbleitervorrichtungen mit hoher Spannungsfestigkeit eine Kapazität enthalten, kann möglicherweise ein Defekt auftreten, der einer Größe des Gradienten, beispielsweise des Anstiegs einer Leistungszuführungsspannung zuzuschreiben ist. Angesichts dessen besteht die Möglichkeit, dass ein Defekt erfasst werden kann, wenn der Gradient des Anstiegs der Leistungszuführungsspannung größer als ein vorbestimmter Wert ist, während ein Defekt nicht erfasst wird, wenn der Gradient gleich dem vorbestimmten Wert oder kleiner ist. Demgemäß ist eine Prüfvorrichtung erwünscht, die in der Lage ist, einen Defekt zu erfassen, der einer Größe eines Gradienten des Anstiegs einer Leistungszuführungsspannung zuzuschreiben ist.
Die US 6 396 298 B1 beschreibt eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung, bei der aktive Rückkopplungsschaltungen zur Minimierung von Spannungsübergängen während impulsartiger Messvorgänge bei Halbleitervorrichtungen vorgesehen sind.
Weiterhin offenbart die WO 00/26740 A1 einen digitalen Spannungsregler, der zwischen eine ungeregelte Gleichspannungsquelle und eine Last geschaltet ist. Der Spannungsregler weist parallele Schaltungen zwischen der Quelle und der Last auf, die jeweils eine Reihenschaltung aus einem Feldeffekttransistor und einer Induktivität enthalten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Wenn jedoch eine Halbleitervorrichtung mit hoher Spannungsfestigkeit geprüft wird, ist es für eine Prüfvorrichtung schwierig, den Gradienten des Anstiegs einer Leistungszuführungsspannung zu steuern, da die zuzuführende Leistungszuführungsspannung hoch ist.
Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren vorzusehen, die in der Lage sind, einen Defekt zu erfassen, der der Größe eines Gradienten der Leistungszuführungsspannung zuzuschreiben ist. Diese Aufgabe wird durch Kombinationen von in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die vorgenannten Probleme zu lösen ist gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein e Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung vorgesehen, welche Prüfvorrichtung enthält: eine Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung zum Zuführen einer Bezugsspannung; einen zwischen einem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung vorgesehenen Feldeffekttransistor, so dass ein Drain-Anschluss und ein Source-Anschluss des Feldeffekttransistors parallel zu der geprüften Vorrichtung geschaltet sind; eine Induktivität, die zwischen den positiven und den negativen Anschluss der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung geschaltet ist, welche Induktivität in Reihe mit der geprüften Vorrichtung und in Reihe mit dem Feldeffekttransistor geschaltet ist; eine Steuerschaltung zum Steuern einer Gate-Spannung des Feldeffekttransistors, wobei eine zu der geprüften Vorrichtung zu liefernde Leistungszuführungsspannung geändert wird; und eine Beurteilungsschaltung zur Beurteilung der Qualität der geprüften Vorrichtung auf der Grundlage einer Charakteristik der geprüften Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Änderung der Leistungszuführungsspannung.
Die Beurteilungsschaltung kann die Qualität der geprüften Vorrichtung beurteilen auf der Grundlage eines Leistungszuführungs-Stromwertes, der von der geprüften Vorrichtung verbraucht wird, wenn die Leistungszuführungsspannung geändert wird. Die Steuerschaltung kann die Gate-Spannung herabsetzen, wodurch die Leistungszuführungsspannung mit einem vorher bezeichneten Gradienten erhöht wird.
Die Steuerschaltung führt eine erste Prüfung durch, bei der die Leistungszuführungsspannung von einer ersten Leistungszuführungsspannung auf eine zweite Leistungszuführungsspannung angehoben wird, während die erste Bezugsspannung, die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung geliefert wird, gehalten wird, und unter der Bedingung, dass kein Defekt der geprüften Vorrichtung in der ersten Prüfung gefunden wird, führt die Steuerschaltung eine zweite Prüfung durch, bei der die Leistungszuführungsspannung von einem Spannungswert, der im wesentlichen derselbe wie ein Spannungswert der ersten Leistungszuführungsspannung ist, auf eine dritte Leistungszuführungsspannung angehoben wird, die höher als die zweite Leistungszuführungsspannung ist, während die zweite Bezugsspannung, die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung geliefert wird, gehalten wird, wobei die zweite Bezugsspannung höher als die erste Bezugsspannung ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfverfahren zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung mittels der vorgenannten Prüfvorrichtung vorgesehen, welches Prüfverfahren enthält: einen Steuerschritt zum Steuern einer Gate-Spannung des Feldeffekttransistors, wobei eine der geprüften Vorrichtung zuzuführende Leistungszuführungsspannung geändert wird; und einen Beurteilungsschritt zum Beurteilen der Qualität der geprüften Vorrichtung auf der Grundlage einer Charakteristik der geprüften Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Änderung der Leistungszuführungsspannung.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, eine geprüfte Vorrichtung durch Steuern einer Änderung der der geprüften Vorrichtung zuzuführenden Leistungszuführungsspannung zu prüfen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Prüfvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer geprüften Vorrichtung 100 zeigt.
2 zeigt eine Beziehung zwischen Spannung und Strom eines Feldeffekttransistors 24, einer Spannungserzeugungsschaltung 26 und einer Induktivität 28, die in der Prüfvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
3A zeigt ein Beispiel für eine Wellenform einer Gate-Spannung, die über den Feldeffekttransistor 24 zugeführt wird, und 3B zeigt ein Beispiel für eine Wellenform einer Leistungszuführungsspannung V_A für den Fall, dass die Spannung nach 3A zu dem Feldeffekttransistor 24 geliefert wird.
4 zeigt ein Beispiel für einen von der Prüfvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführten Prüfvorgang.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration eines Computers 1900 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung auf der Grundlage einiger Ausführungsbeispiele beschrieben.
1 zeigt eine Prüfvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen mit einer geprüften Vorrichtung (nachfolgend als „DUT 100“ bezeichnet). Die DUT 100 kann beispielsweise eine logische Niederspannungsschaltung 110 und eine logische Hochspannungsschaltung 120 enthalten. Die logische Niederspannungsschaltung 110 und die logische Hochspannungsschaltung 120 sind gegeneinander isoliert und werden jeweils mit unterschiedlichen Potentialen als Bezugsgrößen betrieben. Beispielsweise kann, wenn die logische Niederspannungsschaltung 110 mit 0V als einer Bezugsgröße betrieben wird, die logische Hochspannungsschaltung 120 mit von einigen 10 Volt bis zu einigen Kilovolt als einer Bezugsgröße betrieben werden. Es ist festzustellen, dass das Bezugspotential für die logische Niederspannungsschaltung 110 hier relativ niedrig ist im Vergleich zu der für die logische Hochspannungsschaltung 120, d.h. die logische Niederspannungsschaltung 110 kann bei einem Bezugspotential betrieben werden, das dasselbe ist wie für eine Schaltung, mit der die Prüfvorrichtung 10 ausgestattet ist.
Zusätzlich werden unterschiedliche Leistungszuführungsspannungen jeweils zu der logischen Niederspannungsschaltung 110 und der logischen Hochspannungsschaltung 120 geliefert. Beispielsweise wird die logische Niederspannungsschaltung 110 mit einer Leistungszuführungsspannung von einigen Volt bis zu einigen 10 Volt versorgt, wobei 0 Volt als eine Bezugsgröße verwendet wird. Andererseits wird die logische Hochspannungsschaltung 120 beispielsweise mit einer Spannung von einigen Volt bis zu einigen 10 Volt versorgt, wobei ein Kilovolt als eine Bezugsgröße verwendet wird.
Die Prüfvorrichtung 10 prüft die DUT 100. insbesondere prüft die Prüfvorrichtung 10 die Qualität der DUT 100 durch Erfassen einer Charakteristik (z.B. des Leistungszuführungsstromwertes der DUT 100) der DUT, wenn die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A geändert wird. Die DUT 100 ist mit einer Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22, einem Feldeffekttransistor 24, einer Spannungserzeugungsschaltung 26, einer Induktivität 28, einer Steuerschaltung 30, einer schwimmenden Leistungszuführungsschaltung 32, einer Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34, einer Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 36, einer Treiberschaltung 38, einer Vergleichsschaltung 40 und einer Beurteilungsschaltung 42 ausgestattet.
Die Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 liefert eine Bezugsspannung V_R zu der DUT 100. Die Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 hat einen positiven Anschluss 61 und einen negativen Anschluss 62 und erzeugt die Bezugsspannung V_R zwischen dem positiven Anschluss 61 und dem negativen Anschluss 62. Die Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 liefert zwischen einem positiven Leistungszuführungsanschluss und einem negativen Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 die Bezugsspannung V_R, die zwischen dem positiven Anschluss 61 und dem negativen Anschluss 62 erzeugt wurde.
Als ein Beispiel können der positive Anschluss 61 mit dem positiven Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 über die Induktivität 28 und der negative Anschluss 62 direkt mit dem negativen Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 verbunden sein. Weiterhin kann, wenn die DUT 100 die logische Niederspannungsschaltung 110 und die logische Hochspannungsschaltung 120 hat, der positive Anschluss 61 mit dem Leistungszuführungsanschluss der logischen Hochspannungsschaltung 120 verbunden sein, der als der positive Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 wirkt, und der negative Anschluss 62 kann mit einem Erdanschluss der DUT 100 verbunden sein, der als der negative Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 wirkt. Hierdurch kann die logische Hochspannungsschaltung 120 mit einem Potential als Bezugswert betrieben werden, das höher als das Erdpotential der DUT 100 um einen Betrag der Bezugsspannung V_R ist.
Der Feldeffekttransistor 24 ist zwischen dem positiven Anschluss 61 und dem negativen Anschluss 62 der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 vorgesehen, so dass ein Drain-Anschluss und ein Source-Anschluss des Feldeffekttransistors 24 in Parallelverbindung mit der DUT 10 sind. Als ein Beispiel kann der Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors 24 mit dem positiven Anschluss 61 über die Induktivität 28 verbunden sein, und der Source-Anschluss kann direkt mit dem negativen Anschluss 62 verbunden sein. Zusätzlich kann der Feldeffekttransistor 24 ein MOS (Metalloxidhalbleiter)-Feldeffekttransistor sein. Zusätzlich kann die Prüfvorrichtung 10 mit mehreren Feldeffekttransistoren 24 ausgestattet sein, die mit dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss in Kaskadenverbindung geschaltet sind für den Zweck der Erhöhung der Spannungsfestigkeit, anstelle mit nur einem Feldeffekttransistor 24 versehen zu sein.
Die Spannungserzeugungsschaltung 26 erzeugt eine Steuerspannung V₁, die zwischen den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des Feldeffekttransistors 24 anzulegen ist. Die Induktivität 28 ist zwischen den positiven Anschluss 61 und den negativen Anschluss 62 der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 geschaltet, wobei die Induktivität 28 in Reihe mit der DUT 100 zwischen den positiven Leistungszuführungsanschluss und den negativen Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 geschaltet ist und in Reihe mit dem Feldeffekttransistor 24 zwischen den Drain-Anschluss und den Source-Anschluss des Feldeffekttransistors 24 geschaltet ist.
Die Steuerschaltung 30 steuert die von der Spannungserzeugungsschaltung 26 erzeugte Steuerspannung V₁. Die Steuerspannung V₁ wird als eine Gate-Spannung des Feldeffekttransistors 24 zugeführt. Folglich ist durch Steuern der Steuerspannung V₁ die Steuerschaltung 30 ist der Lage, das Schalten des Feldeffekttransistors 24 zu steuern. Weiterhin wird, da der Source-Anschluss und der Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors 24 in Parallelverbindung zu der DUT 100 zwischen dem positiven Leistungszuführungsanschluss und dem negativen Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 sind, die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A geändert durch Schalten des Feldeffekttransistors 24. Auf diese Weise ändert durch Steuern der Spannungserzeugungsschaltung 26 um die Gate-Spannung des Feldeffekttransistors 24 zu steuern, die Steuerschaltung 30 die zu der DUT 100 zu liefernde Leistungszuführungsspannung V_A. Darüber hinaus kann die Steuerschaltung 30 die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 erzeugte Bezugsspannung V_R zusätzlich zu dem vorstehenden steuern.
Die schwimmende Leistungszuführungsschaltung 32 erzeugt eine Leistungszuführungsspannung, deren Ziel das Betreiben der logischen Hochspannungsschaltung 120 innerhalb der DUT 100 ist, mit einem Potential des positiven Anschlusses 61 der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 als ein Bezugswert. Als ein Beispiel erzeugt, wenn der positive Anschluss 61 der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 mit einem senkenseitigen Leistungszuführungsanschluss V_S der logischen Hochspannungsschaltung 120 verbunden wird, die schwimmende Leistungszuführungsschaltung 32 eine Spannung (z.B. +15 Volt oder dergleichen), deren Bezugsgröße der zu dem sourceseitigen Leistungszuführungsanschluss V_b der logischen Hochspannungsschaltung 120 zu liefernde senkenseitige Leistungszuführungsanschluss V_S ist.
Der Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 erfasst einen Leistungszuführungs-Stromwert, der von der DUT 100 verbraucht wird. Die Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 36 gibt ein zu der DUT 100 zu lieferndes Prüfsignal aus. Die Treiberschaltung 38 liefert zu der DUT 100 das von der Prüfsignal-Erzeugungsschaltung 36 ausgegebene Prüfsignal. Als ein Beispiel wandelt, wenn das Prüfsignal zu der logischen Hochspannungsschaltung 120 zu liefern ist, die Treiberschaltung 38 das Prüfsignal in ein Signal um, dessen Bezugsspannung der logischen Hochspannungsschaltung 120 entspricht, durch Isolieren zwischen dem Eingang und dem Ausgang oder dergleichen.
Die Vergleichsschaltung 40 erhält ein Ausgangssignal, das die DUT 100 ausgibt in Überstimmung mit dem Prüfsignal, und vergleicht das erhaltene Ausgangssignal mit einem erwarteten Wert. Als ein Beispiel wandelt, wenn das Ausgangssignal von der logischen Hochspannungsschaltung 120 erhalten wird, die Vergleichsschaltung 40 das Ausgangssignal in ein Signal um, dessen Bezugsspannung der Prüfvorrichtung 10 entspricht, durch Isolieren zwischen dem Eingang und dem Ausgang oder dergleichen.
Die Beurteilungsschaltung 42 beurteilt die Qualität der DUT 100 auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses durch die Vergleichsschaltung 40 oder eines Verbrauchsstromwertes der DUT 100, der von der Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 erfasst wurde, oder dergleichen. Genauer gesagt, die Beurteilungsschaltung 42 beurteilt die Qualität der DUT 100 auf der Grundlage der Charakteristik der DUT 100 in Übereinstimmung mit der Änderung der Leistungszuführungsspannung V_A, wenn die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A geändert wird. Als ein Beispiel kann die Beurteilungsschaltung 42 die Qualität der DUT 100 auf der Grundlage des von der DUT 100 verbrauchten Leistungszuführungsstroms beurteilen, wenn die Leistungszuführungsspannung V_A geändert wird.
2 zeigt die Spannung und den Strom des Feldeffekttransistors 24, der Spannungserzeugungsschaltung 26 und der Induktivität 28, die in der Prüfvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten sind. Es ist festzustellen, dass 2 ein Beispiel zeigt, bei dem der negative Abschluss 62 der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 42 und der negative Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 jeweils mit dem Erdpotential (0 Volt) verbunden sind.
Die der DUT 100 zugeführte Leistungszuführungsspannung V_A ändert sich gemäß dem Schaltzustand des Feldeffekttransistors 24. Genauer gesagt, wenn der Feldeffekttransistor 24 im Normalzustand AUS ist, wird der Widerstandswert der Induktivität 28 im wesentlichen 0, und somit wird die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A gleich der von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 erzeugten Bezugsspannung V_R. Demgegenüber wird, wenn der Feldeffekttransistor 24 im Normalzustand EIN ist, die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A gleich dem Erdpotential (0 Volt).
Zusätzlich erzeugt in dem Übergangszustand, in welchem der Feldeffekttransistor 24 von EIN in AUS oder von AUS in EIN wechselt, die Induktivität 28 eine Induktionsspannung. In einem derartigen Fall wird, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen der Induktivität 28 als V_L dargestellt ist, die zu der DUT 100 gelieferte Leistungszuführungsspannung V_A als V_R-V_L dargestellt. Demgemäß ändert sich in dem Übergangszustand, in welchem der Feldeffekttransistor 24 von EIN in AUS oder AUS in EIN wechselt, die Leistungszuführungsspannung V_A in Übereinstimmung mit V_L.
Es wird hier angenommen, dass die Induktivität 28 gleich L ist und der durch die Induktivität 28 fließende Strom gleich i ist. Zusätzlich wird angenommen, dass der Drain-Strom des Feldeffekttransistors 24 gleich i_D ist und die Gate-Spannung des Feldeffekttransistors 24 gleich V_GS ist. In diesem Fall ist die Impedanz für den Leistungszuführungsanschluss der DUT 100 extrem hoch, und damit werden der durch die Induktivität 28 fließende Strom i und der Drain-Strom i_D im wesentlichen einander gleich, und somit gilt die folgende Gleichung (1): $i \neq i_{D}$
Zusätzlich wird die Gleichstrom/Spannungs-Charakteristik zu der Zeit der Sättigung des MOS-Feldeffekttransistors durch die folgende Gleichung (2) dargestellt: $i_{D} = β x (V_{GS} - V_{t}) 3 / 2$
Wenn die Gate-Spannung V_GS ausreichend höher als die Schwellenwertspannung Vt des MOS-Feldeffekttransistors ist, kann die Gleichung (2) in die folgende Gleichung (3) modifiziert werden, die anzeigt, dass der Drainstrom i_D proportional zu der quadrierten Gate-Spannung V_GS ist. $i_{D} \infty {(V_{GS})}^{2}$
Weiterhin kann, da V_GS gleich V₁ ist, die Gleichung (3) in die folgende Gleichung (3)' modifiziert werden, die anzeigt, dass der Drainstrom i_D proportional der quadrierten Steuerspannung V_i ist: $i_{D} \infty {(V_{i})}^{2}$
Andererseits ist, soweit die Induktivität 28 betroffen ist, die Spannung V_L ein Wert, der erhalten ist durch Multiplizieren eines Differentialwertes des quadrierten Stroms i mit der Induktivität. Folglich gilt die folgende Gleichung (4): $V_{L} = L ({di}^{2} / dt)$
Auf der Grundlage der Gleichung (1), der Gleichung (3)' und der Gleichung (4) wird es möglich, die folgende Gleichung (5) abzuleiten, die anzeigt, dass die Spannung V_L ein Wert ist, der durch Multiplizieren eines differentialwertes der quadrierten Steuerspannung V_i mit der Induktivität erhalten wird. $V_{L} \infty L ({dV}_{t}^{2} / dt)$
Dann kann durch Lösen der Differentialgleichung der Gleichung (5) die folgende Gleichung (6) abgeleitet werden. $V_{L} \infty {L V}_{1}$
Die Gleichung (6) bedeutet, dass, wenn die Induktivität 28 eine induzierte elektromotorische Kraft bewirkt hat, die Spannung V_L zwischen Anschlüssen in der Induktivität 28 proportional zu L und der Steuerspannung V₁ ist. Als eine Folge ist, da die Leistungszuführungsspannung V_A=V_R-V_L während des Übergangszustands ist, in welchem der Feldeffekttransistor 24 von EIN in AUS oder von AUS in EIN wechselt, die Steuerschaltung 30 in der Lage, den Gradienten der Änderung der Leistungszuführungsspannung V_A mittels der Steuerspannung V₁ (das heißt, der Gate-Spannung V_GS des Feldeffekttransistors 24, zu steuern.
3A zeigt ein Beispiel für eine Wellenform einer zu dem Feldeffekttransistor 24 gelieferten Gate-Spannung. 3B zeigt ein Beispiel für eine Wellenform der Leistungszuführungsspannung V_A in dem Fall, in welchem die Spannung nach 3A zu dem Feldeffekttransistor 24 geliefert wird. Wie in 3A gezeigt ist, senkt, wenn der Feldeffekttransistor 24 von EIN in AUS wechselt, die Steuerschaltung 30 die Steuerspannung V₁ mit einem vorbestimmten Gradienten (ΔV_1/Δt). In diesem Fall ist die Leistungszuführungsspannung V_A proportional zu der Steuerspannung V₁ und somit nimmt die Leistungszuführungsspannung V_A mit dem Gradienten zu, der in Übereinstimmung mit dem Gradienten der Steuerspannung V₁ ist, d.h. (ΔV_A/Δt), wie in 3 gezeigt ist. Zusätzlich ändert sich, wenn die Steuerschaltung 30 die Größe des Gradienten der Steuerspannung V₁ ändert, der Gradient der Leistungszuführungsspannung V_A entsprechend.
Demgemäß ist in dem Fall des Anstiegs der zu der DUT 100 zu liefernden Leistungszuführungsspannung V_A von der ersten Bezugsspannung (d.h. 0 Volt) zu der zweiten Bezugsspannung (d.h. V_R) durch Wechseln des Feldeffekttransistors 24 von EIN in AUS die Steuerschaltung 30 in der Lage, die Leistungszuführungsspannung V_A mit einem vorher bezeichneten Gradienten zu erhöhen, indem allmählich die Steuerspannung V₁ gesenkt wird, wodurch eine Gate-Spannung gesenkt wird.
Zusätzlich kann in dem Fall des Wechsels des Feldeffekttransistors 24 von AUS in EIN, in 3A gezeigt ist, die Steuerschaltung 30 die Steuerspannung V₁ mit einem vorher bezeichneten Gradienten erhöhen. Auch in diesem Fall ist die Leistungszuführungsspannung V_A proportional zu der Steuerspannung V₁, und somit nimmt die Leistungszuführungsspannung V_A mit einem Gradienten ab, der in Übereinstimmung mit dem Gradienten für die Steuerspannung V₁ ist, wie in 3B gezeigt ist. Zusätzlich ändert sich, wenn die Steuerschaltung 30 die Größe des Gradienten für die Steuerspannung V₁ ändert, der Gradient der Leistungszuführungsspannung V_A entsprechend.
Demgemäß ist in dem Fall der Abnahme der zu der DUT 100 zu liefernden Leistungszuführungsspannung V_A von der zweiten Bezugsspannung (z.B. V_R) auf die erste Bezugsspannung (z.B. 0 Volt) durch Wechseln des Feldeffekttransistors 24 von AUS in EIN die Steuerschaltung 30 in der Lage, die Leistungszuführungsspannung V_A mit einem vorher bezeichneten Gradienten zu senken, indem die Steuerspannung V₁ allmählich abnimmt, wodurch die Gate-Spannung zunimmt.
Die Prüfvorrichtung 10 steuert den Gradienten für die Änderung der Leistungszuführungsspannung V_A in der vorbeschriebenen Weise, wodurch ermöglicht wird, dass die Charakteristik der DUT 100 erfasst wird. Folglich wird die Prüfvorrichtung 10 in die Lage versetzt, einen einer Größe des Gradienten der zu der DUT 100 zu liefernden Leistungszuführungsspannung V_A zuschreibbaren Defekt mit hoher Reproduzierbarkeit zu erfassen. Zusätzlich kann, wenn die Steuerspannung V₁ mit einem vorbestimmten Gradienten (ΔV₁/Δt) geändert wird, die Prüfvorrichtung die Steuerung durch Bezeichnen eines Spitzenwertes der Steuerspannung V₁ und einer Periode zwischen 0 und dem Spitzenwert durchführen.
Wenn beispielsweise der isolierende Bereich der DUT 100, der einer hohen Spannung entspricht, eine große Kapazität über einem bestimmten Pegel hat, und wenn der Gradient des Anstiegs der Leistungszuführungsspannung V_A ein vorbestimmter Wert oder darüber wird, fließt ein großer Verbrauchsstrom hierdurch und dadurch wird die DUT 100 als fehlerhaft erfasst. Die Prüfvorrichtung 10 ist in der Lage, einen vorher bezeichneten Gradienten als einen Gradienten für die Änderung der Leistungszuführungsspannung V_A einzustellen, und somit wird die Reproduzierbarkeit der Fehlererfassung verbessert in dem Fall der Erfassung eines dem Gradienten der Leistungszuführungsspannung V_A zuschreibbaren Defekts.
4 zeigt ein Beispiel für einen von der Prüfvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführten Prüfvorgangs. Zuerst setzt die Steuerschaltung 30 eine von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 erzeugt Bezugsspannung V_R als eine erste Bezugsspannung (Schritt S11). Als nächstes verringert, während die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 gelieferte erste Bezugsspannung gehalten wird, die Steuerschaltung 30 allmählich die Steuerspannung V₁ und führt die erste Prüfung durch, in welcher die zu der DUT 100 zu liefernde Leistungszuführungsspannung V_A von der ersten Leistungszuführungsspannung zu der zweiten Leistungszuführungsspannung angehoben wird (Schritt S12). Während der ersten Prüfung kann die Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 einen Verbrauchsstromwert der DUT 100 erfassen.
Als nächstes beurteilt während der ersten Prüfung die Beurteilungsschaltung 42, ob die DUT 100 ein fehlerfreier Gegenstand ist, beispielsweise auf der Grundlage des von der Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 erfassten Verbrauchsstromwertes (Schritt S13).Wenn festgestellt wird, dass die DUT 100 kein fehlerfreier Gegenstand ist, d.h. wenn ein Defekt erfasst wurde (Schritt S13: NG), beendet die Beurteilungsschaltung 42 den Vorgang. Wenn festgestellt wird, dass die DUT 100 ein fehlerfreier Gegenstand ist, d.h. wenn kein Defekt erfasst wurde (Schritt S13: OK), geht die Beurteilungsschaltung 42 zum Schritt S14 weiter.
Als nächstes setzt unter der Bedingung, dass die DUT 100 als ein Ergebnis der ersten Prüfung nicht als ein fehlerhafter Gegenstand erfasst wurde, die Steuerschaltung 30 die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 erzeugte Bezugsspannung VR auf die zweite Bezugsspannung, die höher als die erste Bezugsspannung ist (Schritt S14). Als nächstes setzt, während die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 zugeführte zweite Bezugsspannung gehalten wird, die Steuerschaltung 30 allmählich die Steuerspannung V1 herab und führt die zweite Prüfung durch, bei der die zu der DUT 100 zu liefernde Leistungszuführungsspannung VA von dem Spannungswert, der im wesentlichen derselbe wie der der ersten Leistungszuführungsspannung ist, zu der dritten Leistungszuführungsspannung, die höher als die zweite Leistungszuführungsspannung ist, angehoben wird (Schritt S15). Während der zweiten Prüfung kann die Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 einen Verbrauchsstromwert der DUT 100 erfassen.
Als nächstes beurteilt die Beurteilungsschaltung 42 während der zweiten Prüfung, ob die DUT 100 ein fehlerfreier Gegenstand ist, beispielsweise auf der Grundlage des von der Verbrauchsstrom-Erfassungsschaltung 34 erfassten Verbrauchsstromwertes (Schritt S16). Wenn festgestellt wird, dass die DUT 100 kein fehlerfreier Gegenstand ist (Schritt S16: NG), beendet die Beurteilungsschaltung 42 den Vorgang. Wenn festgestellt wird, dass die DUT 100 ein fehlerfreier Gegenstand ist (Schritt S16: OK), geht die Beurteilungsschaltung 42 beispielsweise zu einer nächsten, unterschiedlichen Prüfung weiter.
Wie vorstehend beschrieben ist, führt die Prüfvorrichtung 10 zuerst eine Prüfung durch, während eine relativ niedrige Bezugsspannung VR, die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 geliefert wird, gehalten wird, und führt dann eine zweite Prüfung durch, während eine hohe Bezugsspannung VR, die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung 22 geliefert wird, gehalten wird. Folglich wird es möglich, eine fehlerhafte DUT 100 vor der Anlegung einer Leistungszuführungsspannung VA, die eine hohe Spannung ist, auszuschließen. Demgemäß wird es möglich, die Zuführung eines großen Stroms und dergleichen zu der fehlerhaften DUT 100 aufgrund des Anlegens einer hohen Spannung an diese zu verhindern, wodurch die Belastung der Prüfvorrichtung 10 verringert wird.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration eines Computers 1900 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Der Computer 1900 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit einer CPU-Peripherie ausgestattet, die eine CPU 2000, einen RAM 220, eine Graphik-Steuervorrichtung 2075 und eine Anzeigevorrichtung 2080 enthält, die durch eine Host-Steuervorrichtung 2082 gegenseitig verbunden sind. Der Computer 1900 ist auch mit einer Eingabe-/Ausgabe-Einheit mit einer Kommunikationsschnittstelle 2030, einem Plattenlaufwert 2040 und einem CD-ROM-Laufwerk 2060, die mit der Host-Steuervorrichtung 2082 über eine Eingabe-/Ausgabe-Steuervorrichtung 2084 verbunden sind, sowie einer Eingabe-/Ausgabe-Einheit mit einem ROM 2010, einem Diskettenlaufwerk 2050 und einem Eingabe-/Ausgabe-Chip 2070, die mit der Eingabe-/Ausgabe-Steuervorrichtung 2084 verbunden sind, ausgestattet.
Die Host-Steuervorrichtung 2082 verbindet den RAM 2020 mit der CPU 2000 und der Graphik-Steuervorrichtung 2075, die mit einer höheren Übertragungsrate zu dem RAM 2020 zugreifen. Die CPU 2000 arbeitet entsprechend den in dem ROM 2010 und dem RAM 2020 gespeicherten Programmen, wodurch jede Einheit gesteuert wird. Die Graphik-Steuervorrichtung 2075 erhält von der CPU 2000 oder dergleichen erzeugte Bilddaten in einem in dem RAM 2020 vorgesehenen Rahmenpuffer und bewirkt, dass die Bilddaten durch die Anzeigevorrichtung 2080 angezeigt werden. Alternativ kann die Graphik-Steuervorrichtung 2075 einen Rahmenpuffer zum Speichern von von der CPU 2000 oder dergleichen erzeugten Bilddaten enthalten.
Die Eingabe-/Ausgabe-Steuervorrichtung 2084 verbindet die Host-Steuervorrichtung 2082 mit der Kommunikationsschnittstelle 2030, dem Plattenlaufwerk 2040 und dem CD-ROM-Laufwerk 2016, welche Eingabe-/AusgabeVorrichtungen mit relativ hoher Geschwindigkeit sind. Die Kommunikationsschnittstelle 2030 kommuniziert über ein Netzwerk mit anderen Vorrichtungen. Das Plattenlaufwert 2040 speichert ein Programm und von der CPU 2000 innerhalb des Computers 1900 verwendete Daten. Das CD-ROM-Laufwerk 2060 liest das Programm oder die Daten aus dem CD-ROM 2095 und beliefert das Plattenlaufwerk 2040 mit dem Programm oder den Daten über den RAM 2020.
Der ROM 2010 und das Diskettenlaufwerk 2050 sowie das Eingabe-/Ausgabe-Chip 2070, die Eingabe-/AusgabeVorrichtungen mit relativ niedriger Geschwindigkeit sind, sind mit der Eingabe-/Ausgabe-Steuervorrichtung 2084 verbunden. Der ROM 2010 speichert ein Startprogramm, das von dem Computer 1900 zu der Zeit der Aktivierung ausgeführt wird, ein von der Hardware des Computers 1900 abhängiges Programm und dergleichen. Das Diskettenlaufwerk 2050 liest die Programme oder Daten von einer Diskette 2090 und beliefert das Plattenlaufwerk 2040 mit den Programmen oder Daten über den RAM 2020. Das Eingabe-/Ausgabe-Chip 2070 verbindet verschiedene Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtungen über das Diskettenlaufwerk 2050 und ein paralleles Tor, ein serielles Tor, ein Tastaturtor, ein Maustor und dergleichen.
Ein zu dem Plattenlaufwerk 2040 über den RAM 2020 zu lieferndes Programm wird durch einen Benutzer bereitgestellt, indem es in einem derartigen Aufzeichnungsmedium wie einer Diskette 2090, dem CD-ROM 2095 und einer IC-Karte gespeichert wird. Das Programm wird aus dem Aufzeichnungsmedium gelesen, in dem Plattenlaufwerk 2040 innerhalb des Computers 1900 über den RAM 2020 installiert und in der CPU 2000 ausgeführt.
Ein Programm, das in dem Computer 1900 installiert ist und bewirkt, dass der Computer 1900 als eine Steuervorrichtung für die Prüfvorrichtung 10 arbeitet, hat ein Steuerschaltungsmodul und ein Beurteilungsschaltungsmodul. Diese Programme oder Module wirken auf die CPU 2000 usw. ein, um zu bewirken, dass der Computer 1900 als die Steuerschaltung 30 bzw. die Beurteilungsschaltung 42 arbeitet.
Die vorbeschriebenen Programme oder Module können in einem externen Aufzeichnungsmedium gespeichert sein. Das Aufzeichnungsmedium kann neben der Diskette 2090 und dem CD-ROM 2095 ein optisches Aufzeichnungsmedium wie eine DVD und eine CD, ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium wie eine MO, ein Bandmedium, ein Halbleiterspeicher wie eine IC-Karte sein. Zusätzlich ist es möglich, als das Aufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsvorrichtung wie eine Platte oder einen RAM zu verwenden, die in einem Serversystem vorgesehen sind, das mit einem bestimmten Kommunikationsnetzwerk oder dem Internet verbunden ist, zu dem Zweck des Zuführens eines Programms zu dem Computer 1900 über das Netzwerk.

Claims

Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung (100) mit einer Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) zum Zuführen einer Bezugsspannung; dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (10) weiterhin aufweist: einen zwischen einem positiven Anschluss (61) und einem negativen Anschluss (62) der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) derart vorgesehenen Feldeffekttransistor (24), dass ein Drain-Anschluss und ein Source-Anschluss des Feldeffekttransistors (24) in Parallelverbindung mit der geprüften Vorrichtung (100) sind; eine Induktivität (28), die zwischen den positiven Anschluss (61) und den negativen Anschluss (62) der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (28) geschaltet ist, welche Induktivität in Serienverbindung mit der geprüften Vorrichtung (100) sowie in Serienverbindung mit dem Feldeffekttransistor (24) ist; eine Steuerschaltung (30) zum Steuern einer Gate-Spannung des Feldeffekttransistors (24), wodurch eine zu der geprüften Vorrichtung (100) zu liefernde Leistungszuführungsspannung geändert wird; und eine Beurteilungsschaltung (42) zum Beurteilen der Qualität der geprüften Vorrichtung auf der Grundlage einer Charakteristik der geprüften Vorrichtung (100) in Übereinstimmung mit der Änderung der Leistungszuführungsspannung.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Beurteilungsschaltung (42) die Qualität der geprüften Vorrichtung (100) auf der Grundlage eines von der geprüften Vorrichtung (100) verbrauchten Leistungszuführungs-Stromwertes beurteilt, wenn die Leistungszuführungsspannung geändert wird.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerschaltung (30) durch Absenken der Gate-Spannung die Leistungszuführungsspannung mit einem vorher bezeichneten Gradienten erhöht.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 bei der die Steuerschaltung (30) eine erste Prüfung durchführt, bei der die Leistungszuführungsspannung von einer ersten Leistungszuführungsspannung zu einer zweiten Leistungszuführungsspannung angehoben wird, während die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) zugeführte erste Bezugsspannung gehalten wird, und unter der Bedingung, dass kein Defekt in der geprüften Vorrichtung (100) bei der ersten Prüfung gefunden wurde, die Steuerschaltung (30) eine zweite Prüfung durchführt, bei der die Leistungszuführungsspannung von einem Spannungswert, der im wesentlichen derselbe wie der Spannungswert der ersten Leistungszuführungsspannung ist, auf eine dritte Leistungszuführungsspannung, die höher als die zweite Leistungszuführungsspannung ist, angehoben wird, während die von der Bezugsspannungs-Zuführungsschaltung (22) zugeführte zweite Bezugsspannung gehalten wird, wobei die zweite Bezugsspannung höher als die erste Bezugsspannung ist.
Prüfverfahren zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung mittels einer Prüfvorrichtung, welche Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, welches Verfahren aufweist: einen Steuerschritt zum Steuern einer Gate-Spannung des Feldeffekttransistors (24), wobei eine zu der geprüften Vorrichtung (100) zu liefernde Leistungszuführungsspannung geändert wird; und einen Beurteilungsschritt zum Beurteilen der Qualität der geprüften Vorrichtung (100) auf der Grundlage einer Charakteristik der geprüften Vorrichtung (100) gemäß der Änderung der Leistungszuführungsspannung.