JP2002250752A - 素子のサージ電流耐量を測定する測定方法およびその測定を行う装置 - Google Patents

素子のサージ電流耐量を測定する測定方法およびその測定を行う装置

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JP2002250752A JP2001048532A JP2001048532A JP2002250752A JP 2002250752 A JP2002250752 A JP 2002250752A JP 2001048532 A JP2001048532 A JP 2001048532A JP 2001048532 A JP2001048532 A JP 2001048532A JP 2002250752 A JP2002250752 A JP 2002250752A
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雅之 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人手を煩わすことなく、正確、かつ、試験時
間を今までより短縮する素子のサージ電流耐量を測定す
る測定方法およびその測定を行う装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 レベルが段々とあがるパルス電流を素子
に印加していくことによって素子のサージ電流耐量を測
定する測定方法において、素子にパルス電流を印加する
パルス電流印加ステップと、少なくともパルス電流の印
加後に、素子の発熱を無視できる程度の電流を素子に印
加するための定電圧を印加し、電流の値を検出する電流
検出ステップと、を有し、検出された電流値が定常状態
にある場合に、レベルが増加した次のパルス電流を印加
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、素子のサージ電流
耐量を測定する測定方法およびその測定を行う装置に関
し、特に、PN接合を有する素子のサージ電流耐量を測
定する場合に好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】素子のサージ電流耐量を測定する測定方
法の一般的な例としては、PN接合を有する素子のサー
ジ電流耐量を測定するステップストレス試験方法が用い
られている。素子へ印加する電流値を段階的に上げて行
き、破壊(劣化)に至る電流値を測定している。
【0003】この試験方法は、例えばシリコンバリスタ
の場合、まず印加波形である商用周波数正弦波のピーク
電流値Ipを任意に設定し、この任意に設定した電流値
から等間隔のステップで電流値を上げて行きサージ電流
耐量を測定する。
【0004】通常、サージ電流耐量は、定常電流スペッ
クの数十倍〜数百倍の値となり、この印加電流により素
子の接合部が発熱を起こす。この為、ステップストレス
試験の電流印加周期は、素子の接合部が発熱してから一
定の安定した温度に戻るまでの時間を確保することが必
要となる。しかし、従来、発熱した素子の接合部が一定
の安定した温度に戻るまでの時間を検出する方法等を明
確に定めていなかった。
【0005】また、上記試験における破壊(劣化)判定
方法は、各ステップ電流印加後にマニュアルで素子のオ
ン抵抗値を測定し、劣化の判定を行っていた。
【0006】図6は、ステップストレス試験の印加波形
の例である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】PN接合を有する半導
体素子のサージ電流耐量を測定するステップストレス試
験法において、従来は、電流の印加周期についての明確
な規定を設けていなかったことから、周期の設定は試験
者の経験に委ねられていた。しかし、試験条件を一定に
保つ為には、素子の接合部が電流印加により発熱してか
ら、一定の安定したジャンクション温度に戻るまでの時
間を確保することが重要である。
【0008】素子のジャンクション温度を検出する一手
段としては、素子のケース温度を実測し、その値から接
合部温度を算出して推定を行うケース等があるが、素子
に印加する電流値が異なれば発熱量も異なり各電流値毎
にジャンクション温度推定の為の計算を行うため、算出
に多くの時間を要してしまう。
【0009】また、算出した値は、あくまでシリコンペ
レットの過渡的な発熱量を推定した値であり、推定値の
精度も低く、実際の試験では、確実に素子のジャンクシ
ョン温度が一定の安定した温度に戻ることを重要視し、
かなりの時間的マージンをとって印加周期を設定してい
る為、試験に長時間を要してしまい、非常に試験の効率
が悪い。
【0010】また、従来の試験方法における破壊(劣
化)の判定方法としては、各ステップの電流印加毎にマ
ニュアルで素子のオン抵抗値を測定する方法を採用して
いたが、マニュアル測定であるため測定に時間を要して
しまう。
【0011】本発明は、人手を煩わすことなく、正確、
かつ、試験時間を今までより短縮する素子のサージ電流
耐量を測定する測定方法およびその測定を行う装置を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明にかかる素子のサージ電流耐量を測定する測
定方法は、レベルが段々とあがるパルス電流を素子に印
加していくことによって該素子のサージ電流耐量を測定
する測定方法において、前記素子にパルス電流を印加す
るパルス電流印加ステップと、少なくとも該パルス電流
の印加後に、前記素子の発熱を無視できる程度の電流を
前記素子に印加するための定電圧を印加し、該電流の値
を検出する電流検出ステップと、を有し、該検出された
電流値が定常状態にある場合に、レベルが増加した次の
パルス電流を印加することを特徴とする。
【0013】本発明にかかる素子のサージ電流耐量を測
定する装置は、レベルが段々とあがるパルス電流を素子
に印加していくことによって素子のサージ電流耐量を測
定する装置において、前記素子にパルス電流を印加する
ための電圧を印加する第1の電源と、少なくとも該パル
ス電流の印加後に、前記素子の発熱を無視できる程度の
電流を前記素子に印加するための定電圧を印加する第2
の電源と、前記発熱を無視できる程度の電流の値を検出
する電流検出部と、該検出された電流値が定常状態にあ
るか否かを判定する電流判定部と、を有し、前記電流判
定部によって定常状態にあると判定された場合、レベル
が増加した次のパルス電流を印加することを特徴とす
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る素子のサージ
電流耐量を測定する測定方法およびその測定を行う装置
の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【0015】図1は、素子の一例としての適用される半
導体素子に印加する電流波形と素子のジャンクション温
度との関係を示すタイムチャートである。
【0016】まず、素子のサージ電流耐量を測定するた
めの、レベルが段々とあがるパルス電流としてのメイン
交流電流2を印加する。図1ではメイン電流2が印加さ
れる前に素子の発熱を無視できる程度の微少直流電流1
が素子に印加されているが、この電流は印加しなくても
よい。メイン電流2を印加したとき、素子のジャンクシ
ョン温度は、図1の下図に示すようにメイン電流2によ
り波形3のように上昇する。
【0017】メイン電流2の印加直後はジャンクション
温度が発熱して高い温度で保たれている為、この影響で
素子のオン抵抗が下がり、定電流で印加された微少電流
1'の電流値は発熱していない定常状態時と比べ増して
いるが、外気の影響で時間の経過によりジャンクション
温度が下がって行き、素子のオン抵抗も発熱していない
時に示す常温特性になると、微少電流値1'も一定値に
安定する。
【0018】この微少電流値1'が定常状態にあるとき
の一定値を示した時点で、電流値をステップアップさせ
たメイン電流2'を印加する。
【0019】同様にメイン電流2'印加後の微少電流
1''が定常状態にあるときの一定値を示した時点でメイ
ン電流2''を印加する。
【0020】以下同様に電流印加を繰り返すが、メイン
電流2',2'',2'''と電流値をステップアップさせる
と、素子のジャンクション温度も3',3'',3'''とい
う具合に増していく、この結果、微少電流値が、定常状
態にあるときの一定値を示すまでの時間も1',1'',
1'''のように長くなる。
【0021】以上のステップストレス試験を、素子の破
壊または劣化まで繰り返す。
【0022】図2は、微少電流波形拡大図であり、図2
によって、微少電流値が定常状態にあるか否かを判定す
る微少電流判定方法を説明する。微少電流を複数回に分
けて検出する。本実施例では、図2のように任意に設定
した一定のタイミング<t0,t1 ,t2 ,…,
n-1 ,tn >でモニター等で検出する。この時の微少
電流値<I0 ,I1 ,I2 ,…,In-1 ,In >が、I
n-1 −In ≠0の時、すなわち、微少電流値が変化して
いる時は、このままモニターを継続させ、In-1 −I n
≒0になった時点、すなわち、図2の4のように微少電
流値の変化がなくなった時点でそのモニターを終了す
る。変化がなくなった時が定常状態である。定常状態に
あるか否かの判定は、任意の時に検出された微小電流値
と、その検出時より前の時に検出された微小電流値と比
較して、当該検出された電流値より前の検出時に検出さ
れた電流値とが一致または実質的に一致するか否かによ
って行う。
【0023】図3は、素子が劣化した否かを判定する方
法を説明するための図である。ステップストレス試験に
おける半導体素子の初期的な劣化モードは、オン抵抗劣
化が代表的である。オン抵抗が劣化すると微少電流値I
mの波形が図3の上下にある波形で示されるように正常
品とは異なった波形を示す。
【0024】したがって、波形(電流)安定領域でのI
m値の合格許容範囲を図3で示されるように定常状態の
検出時で任意に設定し、その検出時で、前記したように
設定された範囲内にIm値が入っていれば劣化していな
いと判定し、メイン電流の値をステップアップさせ、試
験を継続する。また、図3の上下にある波形で示される
ようにIm値が任意に設定した正常品範囲内になけれ
ば、劣化したと判定し、メイン電流の印加を停止させ、
試験は終了となる。
【0025】図4と図5は、素子のサージ電流耐量を測
定する測定方法を示すフローチャートである。また、図
6と図7は、素子のサージ電流耐量を測定する装置の構
成図である。
【0026】図6または図7に示される装置は、基本回
路部50と、半導体素子であるDUT(DEVICE
UNDER TEST)51に印加後の電流を検出する
電流検出部61と、微少電流の変化の様子を判定する電
流判定部62と、試験の継続、終了の制御を行う制御部
64と、を有していて、図7には、微少電流によってD
UTの劣化判定を行う劣化判定部63がある。
【0027】基本回路部50は、DUT51と、メイン
電流1を印加するための第1の電源としての交流電源5
2と、微少電流2を印加するための定電圧を印加する第
2の電源としての直流電源51と、電流検出部による電
流検出のためのシャント抵抗または電流プローブ54
と、を有していて、DUT51とシャント抵抗または電
流ブローブ54とは直列に接続され、交流電源52と直
流電源53が、それらに印加する構成になっている。
【0028】まず、交流電源52によって、サージ電流
耐量測定のためのメイン電流が印加される(ステップS
1またはS11)。本実施形態では、特に、交流電流の
一周期分が印加されている。
【0029】直流電源53によって微小電流は印加され
(ステップS2またはS12)、その微小電流は電流検
出部61によって検出される(ステップS3またはS1
3)。電流検出部61は、上記のようにDUT51に印
加後の微少電流の検出を行う。
【0030】電流判定部62は、上記の図2に示すよう
に、定常状態にあるか否かの判定を行う。(ステップS
4またはS14)。
【0031】定常状態にあると判定された場合は(ステ
ップS4またはS14/Yes)、図6では制御部10
3によって、メイン電流のレベルをあげて(ステップS
5)、レベルがあがった次のステップのメイン電流が印
加される(ステップS1)。図7の実施形態では、劣化
判定部によって、上記の図3に示されるように、DUT
が劣化したか否かの判定が行われる(ステップS1
5)。
【0032】ステップS4またはS14で、定常状態に
ないと判定された場合は(ステップS4またはS14/
No)、微少電流の検出は継続される(ステップS3ま
たはS13)。
【0033】ステップS15において、劣化していない
と判定された場合は(ステップS15/Yes)、メイ
ン電流のレベルをさらにあげて、次のステップのメイン
電流が印加される(ステップS11)。
【0034】また、劣化したと判定された場合は(ステ
ップS15/No)、試験は終了する。
【0035】なお、図4および図6では、素子の破壊あ
るいは劣化するまで、メイン電流の印加は続く。また、
上記の実施形態では、各々の構成要素を有する装置とし
て記載したが、これらを構成要素として有するシステム
とすることも可能である。
【0036】以上、説明したように、図4および図6で
は、微小電流値の変化の様子を調べることによって、D
UTのジャンクション温度が発熱していない否かを判定
できるようになったので、従来の方法による判定より
も、迅速かつ、正確にその判定ができるようになった。
【0037】さらに、図5および図7では、DUTが劣
化しているどうかということも検出された微小電流値に
よって判定できるようになったので、従来のDUTの劣
化の判定よりも、迅速に行うことが可能になった。さら
に、マニュアル測定ではなくなったので、人手を煩わす
ことがなくなった。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ジャンクション温度の判定は迅速かつ正確に
なり、劣化の判定も迅速になったので、素子のサージ電
流耐量の測定が全体的に迅速になった。さらに、劣化の
判定はマニュアル測定ではなくなったので、人手が不必
要となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における半導体素子に印加する電流波形
と素子のジャンクション温度との関係を示すタイムチャ
ートである。
【図2】本発明における微少電流波形拡大図である。
【図3】本発明における素子の劣化判定方法を説明する
ための図である。
【図4】本発明に係る素子のサージ電流耐量を測定する
測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図5】本発明に係る素子のサージ電流耐量を測定する
測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図6】本発明に係る素子のサージ電流耐量の測定を行
う装置の一例を示す構成図である。
【図7】本発明に係る素子のサージ電流耐量の測定を行
う装置の一例を示す構成図である。
【図8】従来の素子のサージ電流耐量を測定する測定方
法における印加電流の波形である。
【符号の説明】
1,1',1'',1''' 微少電流Im 2,2',2'',2''' メイン電流Ip 3,3',3'',3''' 素子のジャンクション温度 4 微少電流安定領域 50 基本回路部 51 DUT 52 交流電源 53 直流電源 54 シャント抵抗または電流ブローブ 61 電流検出部 62 電流判定部 63 劣化判定部 64 制御部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レベルが段々とあがるパルス電流を素子
    に印加していくことによって該素子のサージ電流耐量を
    測定する測定方法において、 前記素子にパルス電流を印加するパルス電流印加ステッ
    プと、 少なくとも該パルス電流の印加後に、前記素子の発熱を
    無視できる程度の電流を前記素子に印加するための定電
    圧を印加し、該電流の値を検出する電流検出ステップ
    と、を有し、 該検出された電流値が定常状態にある場合に、レベルが
    増加した次のパルス電流を印加することを特徴とする、
    素子のサージ電流耐量を測定する測定方法。
  2. 【請求項2】 前記電流値の検出は複数回行われ、複数
    回の検出うちの任意時に検出された電流値と、該任意時
    の検出より前に検出された電流値とが、一致または実質
    的に一致している場合に、前記定常状態にあると判定さ
    れる請求項1記載の素子のサージ電流耐量を測定する測
    定方法。
  3. 【請求項3】 レベルが段々とあがるパルス電流を素子
    に印加していくことによって該素子のサージ電流耐量を
    測定する測定方法において、 前記素子にパルス電流を印加するパルス電流印加ステッ
    プと、 少なくとも該パルス電流の印加後に、前記素子の発熱を
    無視できる程度の電流を前記素子に印加するための定電
    圧を印加し、該電流の値を複数回検出する電流検出ステ
    ップと、 該検出された電流値が定常状態にあるか否かを判定する
    電流判定ステップと、 前記素子が劣化しているか否かを判定する劣化判定ステ
    ップと、を有し、 前記電流値が前記定常状態にあり、劣化していないと判
    定された場合、レベルが増加した次のレベルの前記パル
    ス電流を印加することを特徴とする、素子のサージ電流
    耐量を測定する測定方法。
  4. 【請求項4】 前記電流検出ステップにおいて任意の時
    に検出された電流値と、該任意の検出時より前に検出さ
    れた電流値とが、一致または実質的に一致している場合
    に、前記電流判定ステップにおいて定常状態にあると判
    定される請求項3記載の素子のサージ電流耐量を測定す
    る測定方法。
  5. 【請求項5】 前記電流検出ステップにおいて前記定常
    状態の時に検出された電流値が、該検出時において任意
    に設定される範囲内にある場合に、前記劣化判定ステッ
    プにおいて劣化していないと判定される請求項3または
    4記載の素子のサージ電流耐量を測定する測定方法。
  6. 【請求項6】 レベルが段々とあがるパルス電流を素子
    に印加していくことによって素子のサージ電流耐量を測
    定する装置において、 前記素子にパルス電流を印加するための電圧を印加する
    第1の電源と、 少なくとも該パルス電流の印加後に、前記素子の発熱を
    無視できる程度の電流を前記素子に印加するための定電
    圧を印加する第2の電源と、 前記発熱を無視できる程度の電流の値を検出する電流検
    出部と、 該検出された電流値が定常状態にあるか否かを判定する
    電流判定部と、を有し、 前記電流判定部によって定常状態にあると判定された場
    合、前記第1の電源はレベルが増加した次のパルス電流
    を印加することを特徴とする、素子のサージ電流耐量を
    測定する装置。
  7. 【請求項7】 前記電流検出部による検出は複数回行わ
    れ、前記検出うちの任意時に検出された電流値と、該任
    意の検出時より前に検出された電流値とが、一致または
    実質的に一致している場合に、前記電流判定部によって
    定常状態にあると判定される請求項6記載の素子のサー
    ジ電流耐量を測定する装置。
  8. 【請求項8】 レベルが段々とあがるパルス電流を素子
    に印加していくことによって該素子のサージ電流耐量を
    測定する装置において、 前記素子にパルス電流を印加するための電圧を印加する
    第1の電源と、 少なくとも該パルス電流の印加後に、前記素子の発熱を
    無視できる程度の電流を前記素子に印加するための定電
    圧を印加する第2の電源と、 前記発熱を無視できる程度の電流の値を複数回検出する
    電流検出部と、 該検出された電流値が定常状態にあるか否かを判定する
    電流判定部と、 前記素子が劣化しているか否かを判定する劣化判定部
    と、を有し、 前記定常状態にあると判定され、前記劣化していないと
    判定された場合、レベルが増加した次のパルス電流を印
    加することを特徴とする、素子のサージ電流耐量を測定
    する装置。
  9. 【請求項9】 前記電流検出部によって任意の時に検出
    された電流値と、該検出時より前の検出で検出された前
    記電流値とが、一致または実質的に一致している場合
    に、前記電流判定部によって定常状態にあると判定され
    る請求項8記載の素子のサージ電流耐量を測定する装
    置。
  10. 【請求項10】 前記電流検出部によって前記定常状態
    の時に検出された電流値が、該検出時において任意に設
    定される範囲内にある場合に前記劣化判定部によって劣
    化していないと判定される請求項8または9記載の素子
    のサージ電流耐量を測定する装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284326A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Hakusan Mfg Co Ltd サージ電流発生装置
JP2006337105A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 電流記録体
JP2010169630A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Shindengen Electric Mfg Co Ltd サージ試験装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284326A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Hakusan Mfg Co Ltd サージ電流発生装置
JP2006337105A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 電流記録体
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