DE102015103886B4

DE102015103886B4 - Untersuchungseinrichtung und Untersuchungsverfahren

Info

Publication number: DE102015103886B4
Application number: DE102015103886.2A
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA K.K. Iwahashi Yohei
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2035-03-18
Also published as: JP5939272B2; US9500695B2; JP2015190923A; US20150276848A1; CN104950236A; DE102015103886A1; CN104950236B

Abstract

Untersuchungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Halbleitereinrichtung zu untersuchen, wobei die Untersuchungseinrichtung aufweist: eine Spannungsquelle, die konfiguriert ist, eine Quellenspannung zu erzeugen, die an die Halbleitereinrichtung anzulegen ist; einen Induktor, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist; eine Diode, die parallel zu dem Induktor verbunden ist, und eine Anode hat, die mit einer negativen Seite des Induktors verbunden ist, und eine Kathode hat, die mit einer positiven Seite des Induktors verbunden ist; und einen Stromabschaltmechanismus, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist und konfiguriert ist, einen Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, wobei der Stromabschaltmechanismus beginnt, den Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung vor einem Zeitpunkt abzuschalten, bei dem eine Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt ist, stabilisiert ist, nachdem sie einen Anstieg zu einer Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung abgeschaltet wurde, und der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach diesem Zeitpunkt beendet.

Description

BEZUG ZU EINER ANDEREN ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2014-069758 , die am 28. März 2014 eingereicht wurde, und deren Inhalte durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Eine hierin offenbarte Technologie bezieht sich auf eine Untersuchungseinrichtung zum Untersuchen einer Halbleitereinrichtung und ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen einer Halbleitereinrichtung.
STAND DER TECHNIK
Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2013-108802 offenbart eine Untersuchungseinrichtung mit: einer Spannungsquelle; einer Spule, und einer Abschalteinheit, die konfiguriert ist, einen Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten. Beim Erfassen eines Durchbruchs der Halbleitereinrichtung beginnt die Abschalteinheit, den Zufluss des Stroms zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten. Nach Beenden des Abschaltens fließt ein Strom nicht länger in die Halbleitereinrichtung. Dies ist beabsichtigt, um den Durchbruch der Halbleitereinrichtung daran zu hindern, fortzuschreiten, so dass er einen Schaden an der Untersuchungseinrichtung verursacht.
Einschlägiger Stand der Technik dazu kann beispielsweise in der Druckschrift DE 689 13 507 T2 aufgefunden werden, welche eine Schutzschaltung für einen MOSFET, der in induktiver Last schaltet offenbart. Darüber hinaus offenbart die Druckschrift DE 695 08 644 T2 ein Halbleiter-Leistungsmodul und -Leistungswandlervorrichtung, und die Druckschrift DE 35 33 523 A1 offenbart einen Ausfall-Detektor.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In der Untersuchungseinrichtung der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2013-108802 beginnt die Abschalteinheit, den Zufluss des Stroms zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, nachdem der Durchbruch der Halbleitereinrichtung erfasst wurde. Deswegen kann während einer Periode von dem Beginn des Abschaltens bis zum Vervollständigen des Abschaltens der Strom in die Halbleitereinrichtung, die durchgebrochen ist, eindringen, um zu verursachen, dass der Durchbruch der Halbleitereinrichtung fortschreitet.
Diese Beschreibung offenbart eine Technologie, die es ermöglicht, eine ausreichende Last an einer Halbleitereinrichtung anzuwenden und die es ermöglicht, in einem Fall, in dem die Halbleitereinrichtung durchgebrochen ist, angemessen das Fortschreiten des Durchbruchs der Halbleitereinrichtung einzuschränken.
Diese Beschreibung offenbart eine Untersuchungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Halbleitereinrichtung zu untersuchen. Die Untersuchungseinrichtung weist auf: eine Spannungsquelle, die konfiguriert ist, eine Quellenspannung, die an die Halbleitereinrichtung anzulegen ist, zu erzeugen; einen Induktor, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist; eine Diode, die parallel zu dem Induktor verbunden ist, und eine Anode hat, die mit einer negativen Seite des Induktors verbunden ist, und eine Kathode hat, die mit einer positiven Seite des Induktors verbunden ist; und einen Stromabschaltmechanismus, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist, und konfiguriert ist, einen Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, wobei der Stromabschaltmechanismus beginnt, den Zufluss des Stroms zu der Halbleitereinrichtung vor einem Zeitpunkt abzuschalten, an dem eine Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt ist, stabilisiert ist, nachdem ein Anstieg zu einer Stoßspannung erfahren wurde, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung ausgeschaltet wurde, und der Stromabschaltmechanismus vervollständigt das Abschalten nach dem Zeitpunkt.
Als ein Ergebnis des sorgfältigen Studiums des Erfinders hat der Erfinder gefunden, dass in einem Fall, in dem eine Halbleitereinrichtung untersucht wird, eine ausreichende Last an die Halbleitereinrichtung angelegt werden kann, wenn dafür gesorgt werden kann, dass der Strom durch die Halbleitereinrichtung bis zu dem Zeitpunkt fließt, an dem die an die Halbleitereinrichtung angelegte Spannung stabilisiert wird, nachdem sie ihren Anstieg bis zu der Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung ausgeschaltet wurde. Der Erfinder hat ferner gefunden, dass in den meisten Fällen die Halbleitereinrichtung durchbricht, während der Wert der an die Halbleitereinrichtung angelegte Spannung immer noch zu der Stoßspannung steigt, oder nachdem der Wert der an die Halbleitereinrichtung angelegten Spannung bis zu der Stoßspannung gestiegen ist. In der Untersuchungseinrichtung startet der Stromabschaltmechanismus, den Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, vor dem Zeitpunkt, an dem die an die Halbleitereinrichtung angelegte Spannung stabilisiert ist, nachdem sie ihren Anstieg zu der Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung ausgeschaltet wurde, und der Stromabschaltmechanismus vervollständigt das Abschalten nach diesem Zeitpunkt. Dadurch ermöglicht es die Untersuchungseinrichtung, eine ausreichende Last an die Halbleitereinrichtung anzulegen. Selbst in einem Fall, in dem die Halbleitereinrichtung durchbricht, kann das Fortschreiten des Durchbruchs der Halbleitereinrichtung angemessen eingeschränkt werden im Vergleich mit der Konfiguration, bei der erst, nachdem erfasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung durchgebrochen ist, begonnen wird, den Zufluss des Stroms zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten. Deswegen ermöglicht es die Untersuchungseinrichtung, eine ausreichende Last an die Halbleitereinrichtung anzulegen, und in einem Fall, in dem die Halbleitereinrichtung durchgebrochen ist, angemessen das Fortschreiten des Durchbruchs der Halbleitereinrichtung einzuschränken.
Ferner kann der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach einem Zeitpunkt beginnen, an dem die Halbleitereinrichtung beginnt auszuschalten.
Das Verfahren beschreibt auch ein Verfahren, das konfiguriert ist, eine Halbleitereinrichtung zu untersuchen. Eine Untersuchungseinrichtung, die für die Untersuchung verwendet wird, hat dieselbe Konfiguration wie oben. Das Verfahren verursacht, dass der Stromabschaltmechanismus beginnt, den Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung vor einem Zeitpunkt abzuschalten, an dem die Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt wird, stabilisiert ist, nachdem sie einen Anstieg zu einer Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung ausgeschaltet wurde, und ferner verursacht sie, dass der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach dem Zeitpunkt vervollständigt.
Das Untersuchungsverfahren ermöglicht es, eine ausreichende Last an die Halbleitereinrichtung anzulegen und in einem Fall, in dem die Halbleitereinrichtung durchgebrochen ist, angemessen das Fortschreiten des Durchbruchs der Halbleitereinrichtung einzuschränken.
Ferner kann das Verfahren verursachen, dass der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach einem Zeitpunkt beginnt, an dem die Halbleitereinrichtung beginnt abzuschalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaltdiagramm, das eine Untersuchungseinrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
2 ist ein Graph, der Änderungen in Werten von Vg1, Ic1, Vce1 und Vg2 in einem Fall zeigt, in dem eine Untersuchungszieleinrichtung nicht in dem ersten Ausführungsbeispiel durchgebrochen ist.
3 ist ein Graph, der Änderungen in den Werten von Vg1, Ic1, Vce1 und Vg2 in einem Fall zeigt, in dem die Untersuchungszieleinrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel durchbricht.
4 ist ein Graph, der Änderungen in den Werten von Vg1, Ic1, Vce1 und Vg2 in einem Fall zeigt, in dem eine Untersuchungszieleinrichtung in einem Vergleichsausführungsbeispiel durchbricht.
5 ist ein Schaltdiagramm, das eine Untersuchungseinrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
(Konfiguration der Untersuchungseinrichtung 2; Fig. 1)
Wie in 1 gezeigt, ist die Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Einrichtung, die konfiguriert ist, eine induktive Lastuntersuchung an einer Halbleitereinrichtung (im Weiteren als eine "Untersuchungszieleinrichtung") durchzuführen, die als ein Objekt dient, das zu untersuchen ist. Die Untersuchungseinrichtung 2 weist eine Spannungsquelle 10, einen Induktor 20, eine Diode 30, eine Abschalteinrichtung 50 und eine Gatespannungssteuerungsschaltung 60 auf. Eine Untersuchungszieleinrichtung 40 ist in der Untersuchungseinrichtung 2 angebracht.
Die Untersuchungszieleinrichtung 40 ist ein IGBT. In einer Modifikation kann die Untersuchungszieleinrichtung 40 irgendeine Lasteinrichtung, wie z.B. ein MOSFET sein. Die Untersuchungszieleinrichtung 40 wird jedes Mal, wenn die Untersuchung durchgeführt wird, durch eine andere Untersuchungszieleinrichtung 40 ersetzt. In der Untersuchung, die unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, wird die Untersuchungszieleinrichtung 40 durch die Gatespannungssteuerungsschaltung 60 gesteuert, sodass sie beginnt, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, der später im Detail beschrieben wird, abzuschalten.
Die Spannungsquelle 10 ist konfiguriert, eine Quellenspannung, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 anzulegen ist, zu erzeugen. Die Quellenspannung ist z.B. 600 V.
Der Induktor 20 ist zwischen der Spannungsquelle 10 und der Abschalteinrichtung 50 angebracht. Der Induktor 20 wird als eine Last für die induktive Lastuntersuchung verwendet.
Die Diode 30 ist parallel zu dem Induktor 20 verbunden. Eine Anode der Diode 30 ist mit einer negativen Seite der Spannungsquelle 10 verbunden, und eine Kathode der Diode 30 ist mit einer positiven Seite der Spannungsquelle 10 verbunden. Die Diode 30 ermöglicht es, dass ein Strom durchgeht, der durch den Induktor 20 induziert wird, wenn die Untersuchungszieleinrichtung 40 ausgeschaltet wird.
Die Abschalteinrichtung 50 ist zwischen dem Induktor 20 und der Untersuchungszieleinrichtung 40 verbunden. Die Abschalteinrichtung 50 ist ein IGBT. In einer Modifikation kann die Abschalteinrichtung 50 irgendein anderes Schaltelement sein. Wenn die Abschalteinrichtung 50 in einem ausgeschalteten Zustand ist, ist ein Zufluss von Strom zu der Untersuchungszieleinrichtung abgeschaltet. Bei der Untersuchung, die unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, wird die Abschalteinrichtung 50 durch die Gatespannungssteuerungsschaltung 60 gesteuert, sodass sie beginnt, zu einer vorbestimmten Zeit, die später im Detail beschrieben wird, auszuschalten.
Die Gatespannungssteuerungseinrichtung 60 steuert eine Gatespannung der Untersuchungszieleinrichtung 40 und eine Gatespannung der Abschalteinrichtung 50.
(Untersuchung unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2)
2 und 3 sind Graphen, die die Werte von Gatespannung Vg1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt wird, der Kollektor-Emitterspannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt wird, des Stroms Ic1, der durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 fließt, und der Gatespannung Vg2, die an die Abschalteinrichtung 50 angelegt wird, in einem Fall zeigen, in dem die Untersuchung unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird. 2 zeigt die Werte, wie sie in einem Fall beobachtet werden, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 nicht während der Untersuchung durchbricht (in einem Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 normal ist. 3 zeigt die Werte, wie sie in einem Fall beobachtet werden, wenn die Untersuchungszieleinrichtung 40 während der Untersuchung durchbricht (d.h., in einem Fall, in dem es eine Abnormalität in der Untersuchungszieleinrichtung 40 gibt).
(Der Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 nicht durchbricht; Fig. 2)
Ein Beispiel eines Falls, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 nicht während der Untersuchung durchbricht, wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Zu einem Zeitpunkt t0 sind sowohl die Untersuchungszieleinrichtung 40 als auch die Abschalteinrichtung 50 eingeschaltet. Das heißt, die Gatespannungen Vg1 und Vg2 mit vorbestimmten Werten sind an eine Gateelektrode der Untersuchungszieleinrichtung 40 bzw. eine Gateelektrode der Abschalteinrichtung 50 angelegt. Während dieser Zeit hat die Spannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, einen niedrigen Wert. Ferner fließt der Strom Ic1 eines vorbestimmten Werts durch die Untersuchungszieleinrichtung 40.
In dem in 2 gezeigten Beispiel veranlasst die Gatespannungssteuerungseinrichtung 60 zu einem Zeitpunkt t1, der später liegt, dass die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, abzuschalten. Das heißt, beginnend mit dem Zeitpunkt t1 verursacht die Gatespannungssteuerungseinrichtung 60, dass der Wert der Gatespannung Vg1 der Untersuchungszieleinrichtung 40, allmählich niedriger wird, um 0 zu werden, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, seit die Untersuchungszieleinrichtung 40 begann, auszuschalten.
Wenn zu dem Zeitpunkt t1 die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, abzuschalten, dann beginnt die Spannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, anzusteigen. Die Spannung Vce1 steigt bis zu einem Wert, der höher als der der Quellenspannung (600 V) ist. Eine Spannung, die höher als die Quellenspannung (600 V) ist, wird im Weiteren als "Stoßspannung" bezeichnet. Die Spannung Vce1 steigt bis zu der Stoßspannung, und dann wird zu einem Zeitpunkt t3 und danach die Spannung Vce1 bei einem konstanten Wert stabilisiert, der nahe zu dem der Quellenspannung ist. Ferner wird, wenn zu dem Zeitpunkt t1 die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, abzuschalten, der Strom Ic1, der durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 fließt, allmählich kleiner, um im Wesentlichen 0 zu dem Zeitpunkt t3 zu werden, zu dem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, seit die Untersuchungszieleinrichtung 40 begann, abzuschalten. Zu dem Zeitpunkt t3 ist Vg1 0, Vce1 ist bei einem konstanten Wert stabilisiert, der nahe zu dem der Quellenspannung ist, und Ic1 ist im Wesentlichen 0. Zu einem späteren Zeitpunkt t4 wird Ic1 vollständig 0, sodass die Untersuchungszieleinrichtung 40 vollständig in einen ausgeschalteten Zustand gegangen ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht die Gatespannungssteuerungseinrichtung 60 zu dem Zeitpunkt t2, an dem eine bestimmte Zeitperiode Δt seit dem Zeitpunkt t1 abgelaufen ist, dass die Abschalteeinrichtung 50 beginnt, abzuschalten (d.h., den Zufluss des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 abzuschalten). Das heißt, beginnend mit dem Zeitpunkt t2 verursacht die Gatespannungssteuerungsschaltung 60, dass die Gatespannung Vg2 der Abschalteinrichtung 50 allmählich kleiner wird, sodass sie zu einem Zeitpunkt t5 0 wird, bei dem eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, seit die Abschalteinrichtung 50 begann, abzuschalten. Die Zeitperiode Δt ist so eingestellt, dass der Zeitpunkt t2 dem Zeitpunkt t1 folgt und dem Zeitpunkt t3 vorausgeht. Wenn die Gatespannung Vg2 0 wird, dann geht die Abschalteinrichtung 50 vollständig in den Abschaltzustand. Das heißt, das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 ist vervollständigt.
Es soll hier bemerkt werden, dass in einem Fall, in dem die induktive Lastuntersuchung unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 durchgeführt wird, eine ausreichende Last an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt werden kann, wenn dafür gesorgt wird, dass der Strom durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 bis zu dem Zeitpunkt t3 fließt, an dem die Spannung Vce1 mit einem konstanten Wert stabilisiert ist, nachdem sie ihren Anstieg bis zu der Stoßspannung erfahren hat, der durch das Ausschalten der Untersuchungszieleinrichtung 40 veranlasst wurde. In dem in 2 gezeigten Beispiel folgt der Zeitpunkt t5, zu dem die Abschaltvorrichtung 50 vollständig abgeschaltet wird, dem Zeitpunkt t3. Dies ermöglicht es, zu veranlassen, dass ein Strom durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 bis zu dem Zeitpunkt t3 fließt. Dies ermöglicht es, eine ausreichende Last an die Untersuchungszieleinrichtung 40 anzulegen. Deswegen ermöglicht es die Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, angemessen die Untersuchung durchzuführen.
(Der Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchbricht; Fig. 3)
Ein Beispiel eines Falls, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 während der Untersuchung durchbricht, wird mit Bezug auf 3 beschrieben. Zu einem Zeitpunkt t0 sind sowohl die Untersuchungszieleinrichtung 40 als auch die Abschalteinrichtung 50 eingeschaltet. Das heißt, die Gatespannung Vg1 und Vg2 von vorbestimmten Werten werden an die Gateelektrode der Untersuchungszieleinrichtung 40 bzw. die Gateelektrode der Abschalteinrichtung 50 angelegt. Die Spannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, hat einen niedrigen Wert. Ferner fließt der Strom Ic1 eines vorbestimmten Werts durch die Untersuchungszieleinrichtung 40.
Auch in dem in 3 gezeigten Beispiel veranlasst die Gatespannungssteuerungsschaltung 60 zu einem Zeitpunkt t1, der später liegt, dass begonnen wird, die Untersuchungszieleinrichtung 40 auszuschalten.
Wenn zu dem Zeitpunkt t1 die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, auszuschalten, steigt die Spannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, zu der Stoßspannung. Nachdem sie ihren Anstieg zu der Stoßspannung erfahren hat, wird die Spannung Vce1 zu einem Zeitpunkt t3 und danach bei einem konstanten Wert stabilisiert, der nahe zu dem der Quellenspannung ist. Ferner nimmt, wenn die Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t1 beginnt, abzuschalten, der Strom Ice1, der durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 fließt, allmählich ab.
Jedoch bricht in dem in 3 gezeigten Beispiel die Untersuchungszieleinrichtung 40 zu einem Zeitpunkt t14 durch, bei dem der Strom Ic1 dabei ist, vollständig 0 zu werden. Wenn die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchbricht, beginnt der Wert des Stroms Ic1 wieder anzusteigen. Außerdem wird der Wert von Vce1 0.
In dem in 3 gezeigten Beispiel verursacht die Gatespannungssteuerungsschaltung 60 zu dem Zeitpunkt t2, bei dem eine bestimmte Zeitperiode Δt seit dem Zeitpunkt t1 abgelaufen ist, dass die Abschalteeinrichtung 50 beginnt, abzuschalten. Der Zeitpunkt t2, ist ein Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt t1 folgt, bei dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, abzuschalten, und geht dem Zeitpunkt t3 voraus, bei dem Vce1 bei einem konstanten Wert stabilisiert ist, der nahe zu dem der Quellenspannung ist. Wenn die Abschalteinrichtung 50 beginnt, abzuschalten, wird der Wert der Gatespannung Vg2 der Abschalteinrichtung 50 allmählich verringert, um zu einem Zeitpunkt t5, bei dem eine vorbestimmte Zeitperiode, seit dem die Abschalteinrichtung 50 begann, abzuschalten, abgelaufen ist, kleiner, um 0 zu werden. Das heißt, das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 wird zu dem Zeitpunkt t5 vervollständigt.
Wenn das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t5 vervollständigt ist, wird der Wert des Stroms Ic1, der aufgrund des Durchbruchs der Untersuchungszieleinrichtung 40, die zu dem Zeitpunkt t14 stattfand, 0.
(Vergleichsausführungsbeispiel; Fig. 4)
Für eine ausreichende Erklärung des Effekts der Untersuchungseinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ein Vergleichsausführungsbeispiel mit Bezug auf 4 beschrieben, in dem eine Untersuchung, die ähnlich zu der des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, unter Verwendung einer herkömmlichen Untersuchungseinrichtung durchgeführt. Ähnlich zu der Untersuchungseinrichtung 2, die in 1 gezeigt ist, enthält auch die herkömmliche Untersuchungseinrichtung eine Spannungsquelle 10, einen Induktor 20, eine Diode 30, eine Abschalteinrichtung 50 und eine Gatesteuerungseinrichtung 60. Eine Untersuchungszieleinrichtung 40 ist in der Untersuchungseinrichtung 2 angebracht. Jedoch unterscheidet sich die herkömmliche Untersuchungseinrichtung von der Untersuchungseinrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels darin, dass die Abschalteinrichtung 50 beginnt, abzuschalten, nachdem der Durchbruch der Untersuchungszieleinrichtung 40 erfasst wurde.
Wie in 4 gezeigt, sind zu einem Zeitpunkt t20 die Untersuchungszieleinrichtung 40 und die Abschalteinrichtung 50 beide eingeschaltet. Auch veranlasst in dem in 4 gezeigten Beispiel zu einem Zeitpunkt t21, die folgt, die Gatespannungssteuerungsschaltung 60, dass die zu untersuchende Einrichtung 40 beginnt, auszuschalten.
Wenn zu dem Zeitpunkt t21 die zu untersuchende Einrichtung 40 beginnt auszuschalten, steigt die Spannung Vce1, die an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, zu der Stoßspannung. Nachdem sie ihren Anstieg zu der Stoßspannung erfahren hat, wird die Spannung Vce1 bei einem konstanten Wert, der nahe zu dem der Quellenspannung ist, zu einem Zeitpunkt t22 und danach stabilisiert. Wenn ferner zu dem Zeitpunkt t22 die zu untersuchende Einrichtung 40 beginnt, auszuschalten, nimmt der Strom Ic1, der durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 fließt, allmählich ab.
Jedoch bricht in dem in 4 gezeigten Beispiel die Untersuchungszieleinrichtung 40 zu einem Zeitpunkt t23 durch, bei dem der Strom Ic1 dabei ist, vollständig 0 zu werden. Wenn die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchbricht, beginnt der Wert des Stroms Ic1 wieder, anzusteigen. Ferner wird der Wert von Vce1 0.
In dem Vergleichsausführungsbeispiel verursacht die Gatespannungssteuerungsschaltung 60 zu einem Zeitpunkt t24, der der Erfassung des Durchbruchs der Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t23 folgt, dass die Abschalteinrichtung 50 beginnt, abzuschalten (d.h., einen Zufluss von Strom zu der Unteersuchungszieleinrichtung 40 abzuschalten. Zu einem Zeitpunkt t25, der folgt, beendet die Abschaltinrichtung 50 das Abschalten, sodass das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 vervollständigt ist.
Wenn das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt T25 vervollständigt ist, wird der Wert des Stroms Ic1, der begonnen hat, aufgrund des Durchbruchs der Untersuchungszieleinrichtung 40 anzusteigen, der zu dem Zeitpunkt t14 stattfand, 0.
In dem oben beschriebenen Vergleichsausführungsbeispiel beginnt die Abschalteinrichtung 50, zu dem Zeitpunkt t24 abzuschalten, der der Erfassung des Durchbruchs der Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t23 folgt. Deswegen beendet die Abschalteinrichtung 50 wie in dem in 4 gezeigten Beispiel in einem Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t23 durchbricht, nicht das Abschalten bis zu dem Zeitpunkt t25, bei dem eine gewisse Zeitdauer seit dem Zeitpunkt t23 abgelaufen ist. Das heißt, in dem Vergleichsbeispiel gibt es eine lange Zeitperiode von dem Zeitpunkt t23, bei dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchgebrochen ist, bis zu dem Zeitpunkt t25, bei dem der Strom abgeschaltet ist. Ferner erhöht sich der Strom Ic1 während der Zeitperiode von dem Zeitpunkt t23 bis zu dem Zeitpunkt t25. Das heißt, in dem Vergleichsausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, fließt ein großer Strom durch die Untersuchungszieleinrichtung 40 während der langen Zeitperiode, nachdem die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchgebrochen ist. Deswegen wird in dem Fall, in dem die Untersuchung unter Verwendung der herkömmlichen Untersuchungseinrichtung durchgeführt wird, und die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchbricht, der Durchbruch der Untersuchungszieleinrichtung 40 fortschreiten und die Untersuchungseinrichtung 2 sehr belastet.
Auf der anderen Seite, beginnt, wie in 3 gezeigt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Abschalteinrichtung 50 bei dem Zeitpunkt t2, der dem Zeitpunkt t3 vorausgeht, an dem die Spannung Vce1 bei einem konstanten Wert stabilisiert ist, der nahe am den der Quellenspannung ist, abzuschalten. Deswegen beendet die Abschalteinrichtung 50 wie in dem in 3 gezeigten Beispiel das Abschalten zu einem Zeitpunkt t5, der relativ bald nach dem Zeitpunkt t14 kommt, selbst in dem Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 zu dem Zeitpunkt t14 durchbricht, der unmittelbar dem Zeitpunkt t3 folgt. Deswegen fließt, wie in 3 gezeigt, nachdem die Untersuchungszieleinrichtung durchgebrochen ist, während einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode von dem Zeitpunkt t14 bis zu dem Zeitpunkt t5 nur ein verhältnismäßig kleiner Strom durch sie. Deswegen schreitet selbst in dem Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 durchbricht, der Durchbruch der Untersuchungszieleinrichtung 40 weniger fort, und die Untersuchungseinrichtung 2 wird nicht so sehr belastet.
Deswegen ermöglicht es die Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, angemessen eine Untersuchung durchzuführen, während eine ausreichende Last an die Untersuchungszieleinrichtung 40 angelegt ist, und ermöglicht es selbst in einem Fall, in dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 während der Untersuchung durchbricht, das Fortschreiten des Durchbruchs der Untersuchungszieleinrichtung 40 einzuschränken.
Eine Korrespondenz zwischen den Ausdrücken, die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen verwendet werden und jenen, die in den Ansprüchen verwendet werden, wird erklärt. Die Untersuchungszieleinrichtung 40 ist ein Beispiel der "Halbleitereinrichtung", die Abschalteinrichtung 50 ist ein Beispiel des "Stromabschaltmechanismus". Der Zeitpunkt t3 in 2 und 3 ist ein Beispiel des "Zeitpunkts".
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Untersuchungseinrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels wird mit Bezug auf 5 beschrieben, wobei eine Betonung auf Punkte gelegt wird, die verschieden von denen des ersten Ausführungsbeispiels sind. Die Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist identisch zu der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch eine Spannungsquelle 10, einen Induktor 20, eine Diode 30, eine Abschalteinrichtung 50 und eine Gatespannungssteuerungsschaltung 60 enthält. Eine Untersuchungszieleinrichtung 40 ist in der Untersuchungseinrichtung 2 angebracht. Die Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist verschieden von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Abschalteeinrichtung 50 zwischen der Spannungsquelle 10 und dem Induktor 20 verbunden ist. Auch in einem Fall, in dem eine Untersuchung unter Verwendung der Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, sind die Zeitpunkte, bei denen die Untersuchungszieleinrichtung 40 und die Abschalteinrichtung 50 abgeschaltet werden, dieselben wie die aus dem ersten Ausführungsbeispiel (siehe 2 und 3). Deswegen kann die Untersuchungseinrichtung 2 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch den gleichen Effekt hervorbringen, der ähnlich zu dem des ersten Ausführungsbeispiels ist.
Während spezifische Beispiele der hierin offenbarten Technologie oben im Detail beschrieben wurden, sind diese Beispiele nur illustrativ und bedeuten keine Limitierung des Bereichs der Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen beschriebene Technologie umfasst verschiedene Änderungen und Modifikationen an den spezifischen oben beschriebenen Beispielen. Zum Beispiel können die folgenden Modifikationen vorgenommen werden.
(Modifikation 1)
In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beginnt die Abschalteinrichtung 50 abzuschalten zu dem Zeitpunkt t2, der dem Zeitpunkt t3 vorausgeht, bei dem Vce1 bei dem konstanten Wert stabilisiert wird, der nahe zu dem der Quellenspannung ist, und die Abschalteeinrichtung 50 beendet das Abschalten zu dem Zeitpunkt t5, der relativ bald nach dem Zeitpunkt t3 kommt, wie in 2 und 3 gezeigt. Der Zeitpunkt, bei dem die Abschalteeinrichtung 50 beginnt, abzuschalten, kann beliebig gemäß den Abschaltcharakteristiken eines Schaltelements geändert werden, das in der Abschalteinrichtung 50 verwendet wird. Deswegen kann z.B. in einem Fall, in dem die Abschalteinrichtung 50 eine Einrichtung ist, die eine relativ lange Zeitperiode von dem Zeitpunkt benötigt, bei dem sie beginnt, abzuschalten, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie das Abschalten beendet, kann der Zeitpunkt (Zeitpunkt t2, der in 2 und 3 gezeigt ist), bei dem die Abschalteinrichtung 50 beginnt, abzuschalten, dem Zeitpunkt (Zeitpunkt t1, der 2 und 3 gezeigt ist), vorausgehen, bei dem die Untersuchungszieleinrichtung 40 beginnt, abzuschalten. Auch in diesem Fall muss die Abschalteinrichtung 50 das Abschalten nur zu einem Zeitpunkt (Zeitpunkt t3, der 2 und 3 gezeigt ist) beenden, bei dem die Spannung Vcel1 bei dem konstanten Wert stabilisiert ist, der nahe zu dem der Quellenspannung ist, oder bei einem späteren Zeitpunkt.
(Modifikation 2)
Ferner kann der Zeitpunkt, bei dem die Abschalteinrichtung 50 das Abschalten beendet, im Wesentlichen der gleiche Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t3 sein, bei dem die Spannung Vce1 bei dem konstanten Wert stabilisiert ist, der nahe zu dem der Quellenspannung ist.
Allgemein gesprochen kann der Stromabschaltemechanismus beginnen, das Abschalten des Zuflusses des Stroms zu der Halbleitereinrichtung zu beginnen vor einem Zeitpunkt, bei dem eine Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt ist, stabilisiert ist, nachdem sie ihren Anstieg zu der Stoßspannung erfahren hat, der dadurch verursacht wurde, dass die Halbleitereinrichtung abgeschaltet wurde, und kann das Abschalten nach diesem Zeitpunkt vollenden.
Die technischen Elemente, die in der vorliegenden Beschreibung oder Zeichnungen erklärt wurden, stellen eine technische Nützlichkeit entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen bereit. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zu der Zeit, zu der die Ansprüche eingereicht wurden, beschriebenen Kombinationen beschränkt. Ferner ist es der Zweck der durch die vorliegende Beschreibung oder Zeichnungen und illustrierten Beispiele, verschiedene Ziele gleichzeitig zu erfüllen, und das Erfüllen von einem dieser Ziele gibt der vorliegenden Erfindung eine technische Nützlichkeit.

Claims

Untersuchungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Halbleitereinrichtung zu untersuchen, wobei die Untersuchungseinrichtung aufweist: eine Spannungsquelle, die konfiguriert ist, eine Quellenspannung zu erzeugen, die an die Halbleitereinrichtung anzulegen ist; einen Induktor, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist; eine Diode, die parallel zu dem Induktor verbunden ist, und eine Anode hat, die mit einer negativen Seite des Induktors verbunden ist, und eine Kathode hat, die mit einer positiven Seite des Induktors verbunden ist; und einen Stromabschaltmechanismus, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist und konfiguriert ist, einen Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, wobei der Stromabschaltmechanismus beginnt, den Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung vor einem Zeitpunkt abzuschalten, bei dem eine Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt ist, stabilisiert ist, nachdem sie einen Anstieg zu einer Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung abgeschaltet wurde, und der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach diesem Zeitpunkt beendet.
Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach einem Zeitpunkt beginnt, an dem die Halbleitereinrichtung beginnt, abzuschalten.
Verfahren, das konfiguriert ist, eine Halbleitereinrichtung zu untersuchen, wobei eine Untersuchungseinrichtung, die für eine Untersuchung verwendet wird, aufweist: eine Spannungsquelle, die konfiguriert ist, eine Spannung zu erzeugen, die an die Halbleitereinrichtung anzulegen ist; einen Induktor, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist; eine Diode, die parallel zu dem Induktor verbunden ist und eine Anode hat, die mit einer negativen Seite des Induktors verbunden ist, und eine Kathode hat, die mit einer positiven Seite des Induktors verbunden ist; und einen Stromabschaltmechanismus, der zwischen der Spannungsquelle und der Halbleitereinrichtung bereitgestellt ist und konfiguriert ist, einen Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung abzuschalten, wobei das Verfahren aufweist: Veranlassen, dass der Stromabschaltmechanismus beginnt, den Zufluss von Strom zu der Halbleitereinrichtung vor einem Zeitpunkt abzuschalten, bei dem eine Spannung, die an die Halbleitereinrichtung angelegt ist, stabilisiert ist, nachdem sie einen Anstieg zu einer Stoßspannung erfahren hat, wobei der Anstieg dadurch veranlasst wurde, dass die Halbleitereinrichtung abgeschaltet wurde; und Veranlassen, dass der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach dem Zeitpunkt vollendet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren veranlasst, dass der Stromabschaltmechanismus das Abschalten nach einem Zeitpunkt beginnt, an dem die Halbleitereinrichtung beginnt, abzuschalten.