JP2006162426A - 半導体装置の検査装置 - Google Patents
半導体装置の検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006162426A JP2006162426A JP2004354158A JP2004354158A JP2006162426A JP 2006162426 A JP2006162426 A JP 2006162426A JP 2004354158 A JP2004354158 A JP 2004354158A JP 2004354158 A JP2004354158 A JP 2004354158A JP 2006162426 A JP2006162426 A JP 2006162426A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- circuit
- inspected
- control terminal
- inspection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
【課題】 個々の検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキに影響されずに、検査対象半導体装置に対して、略一定のエネルギーを印加することが可能な検査装置を提供する。
【解決手段】 制御端子22cと一対の主端子22a、22bを有する半導体装置の検査装置であり、検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bに接続することによって、直流電源52、スイッチ40、インダクタ30、検査対象半導体装置22の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路31と、検査対象半導体装置22の制御端子22cに接続することによって、検査対象半導体装置22のオン・オフを切換える切換回路11と、切換回路11がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、スイッチ40を遮断する遮断回路31を備えている検査装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 制御端子22cと一対の主端子22a、22bを有する半導体装置の検査装置であり、検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bに接続することによって、直流電源52、スイッチ40、インダクタ30、検査対象半導体装置22の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路31と、検査対象半導体装置22の制御端子22cに接続することによって、検査対象半導体装置22のオン・オフを切換える切換回路11と、切換回路11がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、スイッチ40を遮断する遮断回路31を備えている検査装置。
【選択図】 図1
Description
一対の主端子を有するとともに、制御端子に印加する電圧を切換えることによって一対の主端子間のオン・オフを切換える半導体装置が普及している。本発明は、その種の半導体装置のアバランシェ耐量を検査する装置に関する。
図8に、従来の検査装置100を示す。図示122が検査する対象の半導体装置であり、この例ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が例示されている。IGBTは、一対の主端子122a、122bと制御端子122cを有しており、制御端子122cに印加するゲート電圧を切換えることによって、一対の主端子122a、122b間のオン・オフを切換える。
検査装置100は、検査対象半導体装置122の一対の主端子122a、122bに接続することによって、電源152、インダクタ130、検査対象半導体装置122の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路121を備えている。電圧印加回路121は、主端子用端子110a、110bを利用して、検査対象半導体装置122の一対の主端子122a、122bに接続する。また検査装置100は、検査対象半導体装置122の制御端子122cに接続することによって、検査対象半導体装置122のオン・オフを切換える切換回路111を備えている。切換回路111は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生するトリガ電圧発生回路112と抵抗114を備えている。切換回路111は、制御用端子110cを利用して、検査対象半導体装置122の制御端子122cに接続する。この種の検査装置の一例が、特許文献1に開示されている。
実開平2−105174号公報
検査装置100は、検査対象半導体装置122の一対の主端子122a、122bに接続することによって、電源152、インダクタ130、検査対象半導体装置122の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路121を備えている。電圧印加回路121は、主端子用端子110a、110bを利用して、検査対象半導体装置122の一対の主端子122a、122bに接続する。また検査装置100は、検査対象半導体装置122の制御端子122cに接続することによって、検査対象半導体装置122のオン・オフを切換える切換回路111を備えている。切換回路111は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生するトリガ電圧発生回路112と抵抗114を備えている。切換回路111は、制御用端子110cを利用して、検査対象半導体装置122の制御端子122cに接続する。この種の検査装置の一例が、特許文献1に開示されている。
検査の際には、検査対象半導体装置122の制御端子122cにオン電圧を加えることによって、電源152、インダクタ130、半導体装置122の順に一巡する直列回路に直流電流を流す。この状態で、半導体装置122の制御端子122cに加える電圧をオフ電圧に変化させる(ターンオフ信号を印加するといってもよい)。この結果、半導体装置122の主端子122a、122bの間が遮断され、インダクタ130に蓄積されていたエネルギーが半導体装置122に印加される。この検査によって、不良な半導体装置122はアバランシェ破壊を起こす一方、正常な半導体装置122は破壊されない。検査中の主端子122a、122b間の電圧変化を計測したり、あるいは検査後の半導体装置122の特性を測定したりすることによって、加えたアバランシェエネルギーによって半導体装置122が破壊されたのか、あるいはアバランシェエネルギーに耐えられたのか、即ち、検査した半導体装置122が不良であるのか正常であるのかを検査することができる。
図9に、検査装置100の動作波形を示す。図9(a)に示すVgeは、検査対象半導体装置122の制御端子122c(ゲート)と一方の主端子122b(エミッタ)間の電圧である。図9(b)に示すIcは、検査対象半導体装置122の主端子122a(コレクタ)と主端子122b(エミッタ)の間を流れるコレクタ電流値である。図9(c)に示すVceは、検査対象半導体装置122の主端子122a(コレクタ)と主端子122b(エミッタ)の間の電圧値である。Iavaは、検査対象半導体装置122がブレークダウンするときの電流値である。Vavaは、検査対象半導体装置122のアバランシェ耐圧である。
図9に示すように、検査対象半導体装置122の制御端子122cにオン信号を入力する時間(t1)は極めて短く設定されており、コレクタ電流値Icが飽和する前に、制御端子122cにターンオフ信号を入力する。オン信号を入力している期間(t1)では、検査対象半導体装置122のVceを0Vと見なすことができるので、次の式が成立する。
L・(Iava/t1)=Vcc (1)
またターンオフ信号を入力してからコレクタ電流値Icがゼロになるまでの時間(t2)については、次の式が成立する。
L・(Iava/t2)=Vava−Vcc (2)
ここで、上記式(1)と(2)を用いて、検査対象半導体装置122に印加されるアバランシェエネルギーEavaを整理すると、次の式が成立する。
Eava=1/2・Iava・Vava・t2=L/2・Iava2・(Vava/Vava−Vcc) (3)
L・(Iava/t1)=Vcc (1)
またターンオフ信号を入力してからコレクタ電流値Icがゼロになるまでの時間(t2)については、次の式が成立する。
L・(Iava/t2)=Vava−Vcc (2)
ここで、上記式(1)と(2)を用いて、検査対象半導体装置122に印加されるアバランシェエネルギーEavaを整理すると、次の式が成立する。
Eava=1/2・Iava・Vava・t2=L/2・Iava2・(Vava/Vava−Vcc) (3)
従来の検査装置100によると、上記の式(3)に示されるように、検査対象半導体装置122に印加されるエネルギーEavaは、インダクタ130に蓄積されていたエネルギー(L/2・Iava2)だけではなく、電源152による影響分((Vava/Vava−Vcc))を乗じた大きさとなる。この影響分は、個々の検査対象半導体装置122のアバランシェ耐圧Vavaによって変動する。即ち、検査対象半導体装置122のアバランシェ耐圧のバラツキによって、検査対象半導体装置122に印加されるエネルギーがバラツクことになる。アバランシェ耐圧が小さい半導体装置122には大きなエネルギーが加えられ、アバランシェ耐圧が大きい半導体装置122には小さなエネルギーが加えられることになる。製造公差によって、半導体装置122のアバランシェ耐圧がバラツクことは避けられない。
従って、従来の検査装置100を用いて半導体装置を検査する場合、アバランシェ耐圧が小さな半導体装置に必要なエネルギーが印加されるように検査条件を設定すると、アバランシェ耐圧が大きな半導体装置には必要なエネルギーを印加できず、実質的なアバランシュ検査を実施しないままに半導体装置を出荷する事態が発生してしまう。一方、アバランシェ耐圧が大きな半導体装置に必要なエネルギーが印加されるように検査条件を設定すると、アバランシェ耐圧が小さな半導体装置には過大なエネルギーが印加され、良品を破壊する事態が発生してしまう。
これを防ぐためには、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧を測定し、アバランシェ耐圧のバラツキを補償してエネルギーが印加されるようにする必要があるが、この方式では検査に要する時間が長くなる等の不都合が多く、現実的でない。
本発明は、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキに影響されず、検査対象半導体装置に対して略一定のエネルギーを印加することが可能な検査装置を提供するものである。
従って、従来の検査装置100を用いて半導体装置を検査する場合、アバランシェ耐圧が小さな半導体装置に必要なエネルギーが印加されるように検査条件を設定すると、アバランシェ耐圧が大きな半導体装置には必要なエネルギーを印加できず、実質的なアバランシュ検査を実施しないままに半導体装置を出荷する事態が発生してしまう。一方、アバランシェ耐圧が大きな半導体装置に必要なエネルギーが印加されるように検査条件を設定すると、アバランシェ耐圧が小さな半導体装置には過大なエネルギーが印加され、良品を破壊する事態が発生してしまう。
これを防ぐためには、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧を測定し、アバランシェ耐圧のバラツキを補償してエネルギーが印加されるようにする必要があるが、この方式では検査に要する時間が長くなる等の不都合が多く、現実的でない。
本発明は、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキに影響されず、検査対象半導体装置に対して略一定のエネルギーを印加することが可能な検査装置を提供するものである。
本発明の検査装置は、検査対象半導体装置の一対の主端子に接続することによって、電源、スイッチ、インダクタ、検査対象半導体装置の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路と、検査対象半導体装置の制御端子に接続することによって、検査対象半導体装置のオン・オフを切換える切換回路と、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、スイッチを遮断する遮断回路とを備えている。
切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングは略一致していればよい。スイッチ素子には応答遅れが存在するために、両者を一致させるには、検査対象半導体装置にターンオフ信号を出力するタイミングと、スイッチに遮断信号(スイッチに対するターンオフ信号である。検査対象半導体装置に対するターンオフ信号と区別するために、本明細書では「遮断信号」という用語を用いる。)を出力するタイミングを一致させないことがある。少なくとも、検査対象半導体装置がターンオフして流れる電流がゼロになる前にスイッチが遮断していれば、アバランシェ耐圧のバラツキによって、検査対象半導体装置に加えるエネルギーの大きさがバラツクという現象が抑制される。したがって、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングより後のタイミングで遮断回路の遮断信号が出力する場合もあれば、先のタイミングで遮断回路の遮断信号が出力する場合もある。要は、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングが略一致していればよい。スイッチに存在する応答遅れを加味して、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路が遮断信号を出力するタイミングをチューニングすることによって、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングを略一致させることができる。望ましくは、検査対象半導体装置がターンオフ動作を始めた直後にスイッチが遮断することであり、その時間差が少ない程アバランシェ耐圧のバラツキによって加えるエネルギーの大きさがバラツクという現象が抑制される。
この検査装置によると、検査対象半導体装置がターンオフされると、スイッチがインダクタと電源の間を遮断する。これにより、検査対象半導体装置にインダクタからエネルギーを印加しているときに、電源からの影響が検査対象半導体装置に加わることが防止される。インダクタに蓄積されていたエネルギーのみを検査対象半導体装置に印加することができる。検査対象半導体装置がターンオフするタイミングと、スイッチが遮断するタイミングが厳密には一致しないことから、電源の影響がゼロにはならないが、ほぼゼロにすることができる。少なくとも、電源の影響を低減することができる。
この検査装置によると、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキとは無関係に、インダクタに蓄積されていた一定量のエネルギーを検査対象半導体装置に印加することができ、安定的にアバランシェ検査を実施することができる。
切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングは略一致していればよい。スイッチ素子には応答遅れが存在するために、両者を一致させるには、検査対象半導体装置にターンオフ信号を出力するタイミングと、スイッチに遮断信号(スイッチに対するターンオフ信号である。検査対象半導体装置に対するターンオフ信号と区別するために、本明細書では「遮断信号」という用語を用いる。)を出力するタイミングを一致させないことがある。少なくとも、検査対象半導体装置がターンオフして流れる電流がゼロになる前にスイッチが遮断していれば、アバランシェ耐圧のバラツキによって、検査対象半導体装置に加えるエネルギーの大きさがバラツクという現象が抑制される。したがって、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングより後のタイミングで遮断回路の遮断信号が出力する場合もあれば、先のタイミングで遮断回路の遮断信号が出力する場合もある。要は、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングが略一致していればよい。スイッチに存在する応答遅れを加味して、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路が遮断信号を出力するタイミングをチューニングすることによって、切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングと、遮断回路がスイッチを遮断するタイミングを略一致させることができる。望ましくは、検査対象半導体装置がターンオフ動作を始めた直後にスイッチが遮断することであり、その時間差が少ない程アバランシェ耐圧のバラツキによって加えるエネルギーの大きさがバラツクという現象が抑制される。
この検査装置によると、検査対象半導体装置がターンオフされると、スイッチがインダクタと電源の間を遮断する。これにより、検査対象半導体装置にインダクタからエネルギーを印加しているときに、電源からの影響が検査対象半導体装置に加わることが防止される。インダクタに蓄積されていたエネルギーのみを検査対象半導体装置に印加することができる。検査対象半導体装置がターンオフするタイミングと、スイッチが遮断するタイミングが厳密には一致しないことから、電源の影響がゼロにはならないが、ほぼゼロにすることができる。少なくとも、電源の影響を低減することができる。
この検査装置によると、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキとは無関係に、インダクタに蓄積されていた一定量のエネルギーを検査対象半導体装置に印加することができ、安定的にアバランシェ検査を実施することができる。
電源とインダクタの間に設けるスイッチは、制御端子を有する半導体スイッチング素子であることが好ましい。
この場合、切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加してもよい。
あるいは、切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を遅延し、その遅延したターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加してもよい。
この場合、切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加してもよい。
あるいは、切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を遅延し、その遅延したターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加してもよい。
電源とインダクタの間に設けるスイッチが制御端子を有する半導体スイッチング素子である場合、切換回路は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生する回路と、トリガ電圧を遅延して検査対象半導体装置の制御端子に加える遅延回路を有していることが好ましい。この場合、スイッチを遮断する回路は、遅延していないトリガ電圧と遅延したトリガ電圧を入力するOR回路を有し、そのOR回路の出力を半導体スイッチング素子の制御端子に印加することが好ましい。
この態様によると、トリガ電圧がハイに変化するのに同期して、半導体スイッチング素子がオンする。一方、遅延回路が存在するために、検査対象半導体装置はまだオフされている。遅延回路による時間差を利用することによって、半導体スイッチング素子が先にオンし、次いで検査対象半導体装置がオンする。検査対象半導体装置がターンオンするときには、半導体スイッチング素子がすでにオンしており、半導体スイッチング素子を追加したことの影響を回避することができる。
トリガ電圧がローに変化すると、遅延回路で遅延した時間後に、検査対象半導体装置と半導体スイッチング素子は略同時に遮断される。したがって、インダクタに蓄積されたエネルギーのみを検査対象半導体装置に印加することができる。一つの遅延手段を利用することによって、半導体スイッチング素子のターンオン時の影響を回避するとともに、検査対象半導体装置と半導体スイッチング素子を略同時に遮断することができる。
トリガ電圧がローに変化すると、遅延回路で遅延した時間後に、検査対象半導体装置と半導体スイッチング素子は略同時に遮断される。したがって、インダクタに蓄積されたエネルギーのみを検査対象半導体装置に印加することができる。一つの遅延手段を利用することによって、半導体スイッチング素子のターンオン時の影響を回避するとともに、検査対象半導体装置と半導体スイッチング素子を略同時に遮断することができる。
あるいは、スイッチを遮断する回路が、遅延回路で遅延したトリガ電圧をさらに遅延させる第2の遅延回路と、遅延していないトリガ電圧と第2の遅延回路で遅延したトリガ電圧を入力するOR回路を有し、そのOR回路の出力を半導体スイッチング素子の制御端子に印加するものであってもよい。
これによると、半導体スイッチング素子がターンオンしてから検査対象半導体装置をターンオンさせることができ、検査対象半導体装置がターンオフした直後に半導体スイッチング素子を遮断させることができる。
これによると、半導体スイッチング素子がターンオンしてから検査対象半導体装置をターンオンさせることができ、検査対象半導体装置がターンオフした直後に半導体スイッチング素子を遮断させることができる。
本発明の検査装置を利用すると、検査対象半導体装置のアバランシェ耐圧のバラツキとは無関係に、検査対象半導体装置に略一定のアバランシェエネルギーを印加することができる。
実施例の主要な特徴を列記する。
(第1形態) スイッチは、検査対象半導体装置にターンオフ信号が入力してから電流がゼロとなるまでの間に遮断する。
(第2形態) スイッチは、検査対象半導体装置にターンオフ信号が入力した直後に遮断する。
(第1形態) スイッチは、検査対象半導体装置にターンオフ信号が入力してから電流がゼロとなるまでの間に遮断する。
(第2形態) スイッチは、検査対象半導体装置にターンオフ信号が入力した直後に遮断する。
図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。
図1に、本実施例の検査装置10の回路を示す。図示22が検査する対象の半導体装置であり、この例ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が例示されている。IGBTは、一対の主端子22a、22bと制御端子22cを有しており、制御端子22cに印加するゲート電圧を切換えることによって、一対の主端子22a、22b間のオン・オフを切換える。検査装置10は、検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bに接続することによって、直流電源52、スイッチ40、インダクタ30、検査対象半導体装置22の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路21を備えている。また、検査装置10は、検査対象半導体装置22の制御端子22cに接続することによって、検査対象半導体装置22のオン・オフを切換える切換回路11を備えている。切換回路11は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生するトリガ電圧発生回路12と抵抗14を備えている。さらに、検査装置10は、スイッチ40を遮断する遮断回路31を備えている。遮断回路31は、トリガ電圧発生回路12のトリガ電圧を利用してスイッチ40を遮断する。直流電源52には、コンデンサ54が並列に設けられており、直流の定電圧Vccを供給する。直流電源52とコンデンサ54を合わせて電圧供給手段50という。検査装置10は、検査対象半導体装置22のコレクタ端子22aとエミッタ端子22bと制御端子22cに対して、脱着可能に接続するコレクタ用端子10aとエミッタ用端子10bと制御用端子10cを備えている。検査対象半導体装置22の各端子22a、22b、22cを、検査装置10側の各端子10a、10b、10cに接続することによって、検査対象半導体装置22は検査可能な状態にセットされる。なお、遮断回路31は、本実施例のようにトリガ電圧発生回路12のトリガ電圧を利用してスイッチ40を遮断する構成であってもよいし、あるいはタイマー等を利用して独立してスイッチ40を遮断する構成であってもよい。遮断回路31は、トリガ電圧発生回路12とスイッチ40を接続してもよいし、あるいはそれとは別にスイッチ40を遮断させてもよい。いずれにしても、切換回路11がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、スイッチ40を遮断させる構成を備えている。
図1に、本実施例の検査装置10の回路を示す。図示22が検査する対象の半導体装置であり、この例ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が例示されている。IGBTは、一対の主端子22a、22bと制御端子22cを有しており、制御端子22cに印加するゲート電圧を切換えることによって、一対の主端子22a、22b間のオン・オフを切換える。検査装置10は、検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bに接続することによって、直流電源52、スイッチ40、インダクタ30、検査対象半導体装置22の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路21を備えている。また、検査装置10は、検査対象半導体装置22の制御端子22cに接続することによって、検査対象半導体装置22のオン・オフを切換える切換回路11を備えている。切換回路11は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生するトリガ電圧発生回路12と抵抗14を備えている。さらに、検査装置10は、スイッチ40を遮断する遮断回路31を備えている。遮断回路31は、トリガ電圧発生回路12のトリガ電圧を利用してスイッチ40を遮断する。直流電源52には、コンデンサ54が並列に設けられており、直流の定電圧Vccを供給する。直流電源52とコンデンサ54を合わせて電圧供給手段50という。検査装置10は、検査対象半導体装置22のコレクタ端子22aとエミッタ端子22bと制御端子22cに対して、脱着可能に接続するコレクタ用端子10aとエミッタ用端子10bと制御用端子10cを備えている。検査対象半導体装置22の各端子22a、22b、22cを、検査装置10側の各端子10a、10b、10cに接続することによって、検査対象半導体装置22は検査可能な状態にセットされる。なお、遮断回路31は、本実施例のようにトリガ電圧発生回路12のトリガ電圧を利用してスイッチ40を遮断する構成であってもよいし、あるいはタイマー等を利用して独立してスイッチ40を遮断する構成であってもよい。遮断回路31は、トリガ電圧発生回路12とスイッチ40を接続してもよいし、あるいはそれとは別にスイッチ40を遮断させてもよい。いずれにしても、切換回路11がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、スイッチ40を遮断させる構成を備えている。
ここで、図2に検査対象半導体装置がダイオード26の例を示す。ダイオード26自身は制御端子を備えていないので、ダイオード26自身で導通状態と遮断状態を制御することができない。この場合は、ダイオード26に対して別個のスイッチ手段を設けて、検査対象半導体装置の導通状態と遮断状態を制御すればよい。この例では、図2に示すように、ダイオード26と並列にIGBT24を設けて、このIGBT24のオン・オフを制御することによって、検査対象半導体装置の導通状態と遮断状態を制御する。この場合、検査対象半導体装置とは、ダイオード26とIGBT24が混合した半導体装置(制御端子と一対の主端子を備えている)と評価することができる。IGBT24のアバランシェ耐圧がダイオードのアバランシェ耐圧より高いことが保証されていれば、ダイオード26が優先してブレークダウンを起こす。したがって、本検査装置10はダイオード26の検査装置ということができる。この場合、IGBT24は固定したままで、ダイオード26のカソード端子26aとアノード端子26bを利用して、検査対象とするダイオード26を取り換えて検査を実施することができる。
以下では、検査対象半導体装置がIGBTの例(図1)を参照して説明する。
以下では、検査対象半導体装置がIGBTの例(図1)を参照して説明する。
次に、図3のフローチャートを用いて、この検査装置10を利用する検査手順を説明する。
まず、検査対象半導体装置22の各端子22a、22b、22cを、検査装置10側の各端子10a、10b、10cに接続し回路を構成して検査を開始する。次に、スイッチ40をオフにする。あるいは、本来的にスイッチ40はオフ状態である。電圧供給手段50が設定電圧まで上昇した後に、スイッチ40をオンしてインダクタ30と直流電源52の間を導通する。次に、切換回路11によってターンオン信号を検査対象半導体装置22の制御端子(ゲート)22cに入力し、検査対象半導体装置22を導通させる。制御端子22cにターンオン信号を入力してからの経過時間tg(on)が、予め設定されていた閾値時間tgを経過するのを合図に、検査対象半導体装置22にターンオフ信号を入力し、検査対象半導体装置22を遮断する。これにより、インダクタ30に蓄積されていたエネルギーが検査対象半導体装置22に印加される。このとき、検査対象半導体装置22が遮断されたのと同時に、あるいは検査対象半導体装置22を流れるコレクタ電流Icが完全にゼロになるより先に、スイッチ40を遮断する。スイッチ40を遮断することによって、エネルギーがインダクタ30から検査対象半導体装置22に印加しているときに、直流電源52の影響が検査対象半導体装置22に加わることが防止される。したがって、実質的には、インダクタ30に蓄積されていたエネルギーのみが検査対象半導体装置22に印加されるという現象を得ることができる。インダクタ30に蓄積されていたエネルギーが検査対象半導体装置22に印加されると、検査対象半導体装置22が不良な場合はアバランシェ破壊され、検査対象半導体装置22が良品な場合はアバランシェ破壊されない。必要に応じて、このときの検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bの間の電圧値を測定することによって、アバランシェ耐圧を測定することもできる。
この検査方法によると、検査対象半導体装置22のアバランシェ耐圧のバラツキに関係なく、インダクタに蓄積されていた一定のエネルギーのみを検査対象半導体装置22に印加することができ、ひいては略同一条件に基づく検査試験を実施することができる。
まず、検査対象半導体装置22の各端子22a、22b、22cを、検査装置10側の各端子10a、10b、10cに接続し回路を構成して検査を開始する。次に、スイッチ40をオフにする。あるいは、本来的にスイッチ40はオフ状態である。電圧供給手段50が設定電圧まで上昇した後に、スイッチ40をオンしてインダクタ30と直流電源52の間を導通する。次に、切換回路11によってターンオン信号を検査対象半導体装置22の制御端子(ゲート)22cに入力し、検査対象半導体装置22を導通させる。制御端子22cにターンオン信号を入力してからの経過時間tg(on)が、予め設定されていた閾値時間tgを経過するのを合図に、検査対象半導体装置22にターンオフ信号を入力し、検査対象半導体装置22を遮断する。これにより、インダクタ30に蓄積されていたエネルギーが検査対象半導体装置22に印加される。このとき、検査対象半導体装置22が遮断されたのと同時に、あるいは検査対象半導体装置22を流れるコレクタ電流Icが完全にゼロになるより先に、スイッチ40を遮断する。スイッチ40を遮断することによって、エネルギーがインダクタ30から検査対象半導体装置22に印加しているときに、直流電源52の影響が検査対象半導体装置22に加わることが防止される。したがって、実質的には、インダクタ30に蓄積されていたエネルギーのみが検査対象半導体装置22に印加されるという現象を得ることができる。インダクタ30に蓄積されていたエネルギーが検査対象半導体装置22に印加されると、検査対象半導体装置22が不良な場合はアバランシェ破壊され、検査対象半導体装置22が良品な場合はアバランシェ破壊されない。必要に応じて、このときの検査対象半導体装置22の一対の主端子22a、22bの間の電圧値を測定することによって、アバランシェ耐圧を測定することもできる。
この検査方法によると、検査対象半導体装置22のアバランシェ耐圧のバラツキに関係なく、インダクタに蓄積されていた一定のエネルギーのみを検査対象半導体装置22に印加することができ、ひいては略同一条件に基づく検査試験を実施することができる。
図4に、検査装置10の動作波形を示す。図4(a)に示すVgeは、検査対象半導体装置22の制御端子(ゲート)と一方の主端子(エミッタ)間の電圧であり、制御信号(あるいはゲート電圧という)に相当する。図4(b)に示すIcは、検査対象半導体装置22を流れるコレクタ電流値である。図4(c)に示すVceは、検査対象半導体装置22の主端子(コレクタ)と主端子(エミッタ)の間の電圧値である。さらに、スイッチ40に入力する遮断信号も併せて示す。Iavaは検査対象半導体装置22がブレークダウンするときの最大電流値である。Vavaは検査対象半導体装置22のアバランシェ耐圧である。なお、図9に示す従来の検査装置100と比較すると、本実施例の特徴が明瞭に理解することができるであろう。
図4と図9を比較すると分かるように、本実施例のVceは、ターンオフ信号が検査対象半導体装置22に入力してから所定時間を経過すると0Vに収束する。図9に示すような直流電源Vccの影響が加わっていない。したがって、検査対象半導体装置22に印加されるエネルギーEavaは、インダクタ30に蓄積されていたエネルギー(L/2・Iava2)となる。このエネルギーは、閾値時間tgによって調整可能なエネルギーであり、所望する一定量のエネルギーのみを検査対象半導体装置22に印加することができる。
次に、図5を参照して、スイッチが半導体スイッチング素子42で構成され、その半導体スイッチング素子42がトリガ電圧発生回路12のトリガ電圧を利用して動作する回路例を具体的に示す。
図5(a)に示すように、この検査装置10の切換回路11は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧(V1)を発生するトリガ電圧発生回路12と、トリガ電圧(V1)を遅延して検査対象半導体装置22の制御端子に加える遅延回路16を備えている。遅延回路16と検査対象半導体装置22の制御端子の間には、第1電源13と抵抗14が接続されており、遅延したトリガ電圧(V2)に基づいてゲート電圧を生成する。したがって、この遅延したトリガ電圧(V2)は、切換回路11の出力信号(その一例としてターンオフ信号がある)ということができる。遮断回路31は、遅延していないトリガ電圧(V1)と遅延したトリガ電圧(V2)を入力するOR回路32を備え、そのOR回路32の出力(V3)は半導体スイッチング素子42の制御端子に印加する。OR回路32と半導体スイッチング素子42の制御端子の間には、第2電源33と抵抗34が接続されており、OR回路32の出力(V3)に基づいて、半導体スイッチング素子42に対するゲート電圧を生成する。したがって、このOR回路32の出力(V3)が、遮断回路31の出力信号(その一例として遮断信号がある)ということができる。
図5(a)に示すように、この検査装置10の切換回路11は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧(V1)を発生するトリガ電圧発生回路12と、トリガ電圧(V1)を遅延して検査対象半導体装置22の制御端子に加える遅延回路16を備えている。遅延回路16と検査対象半導体装置22の制御端子の間には、第1電源13と抵抗14が接続されており、遅延したトリガ電圧(V2)に基づいてゲート電圧を生成する。したがって、この遅延したトリガ電圧(V2)は、切換回路11の出力信号(その一例としてターンオフ信号がある)ということができる。遮断回路31は、遅延していないトリガ電圧(V1)と遅延したトリガ電圧(V2)を入力するOR回路32を備え、そのOR回路32の出力(V3)は半導体スイッチング素子42の制御端子に印加する。OR回路32と半導体スイッチング素子42の制御端子の間には、第2電源33と抵抗34が接続されており、OR回路32の出力(V3)に基づいて、半導体スイッチング素子42に対するゲート電圧を生成する。したがって、このOR回路32の出力(V3)が、遮断回路31の出力信号(その一例として遮断信号がある)ということができる。
図5(b)に示すように、この態様では、トリガ電圧(V1)がハイになるのに同期してOR回路32の出力(V3)はハイになる。これにより、半導体スイッチング素子42の制御端子にオン電圧が印加され、半導体スイッチング素子42がインダクタ30と直流電源52の間を導通する。このとき、遅延回路16を通過したトリガ電圧(V2)は、遅延回路16によって遅延されて出力する。したがって、トリガ電圧(V2)がローの間は、半導体スイッチング素子42が閉じ、検査対象半導体装置22は遮断されている状態の期間が得られる。この期間が経過した後に、トリガ電圧(V2)がハイに変化すると、検査対象半導体装置22は導通する。したがって、検査対象半導体装置22がオン状態に移行したときには、半導体スイッチング素子42は完全なオン状態となっている。即ち、半導体スイッチング素子42の立ち上がり時の遅れの影響を回避して、直流電源52の電圧が素早くインダクタ30と検査対象半導体装置22に供給される。
次に、トリガ電圧(V1)はハイからローに変化する。このハイの期間は閾値時間に基づいて設定されている。トリガ電圧(V1)がローに変化した後に、遅延回路16を通過したトリガ電圧(V2)がハイからローに変化する。トリガ電圧(V2)がローに変化すると、検査対象半導体装置22の制御端子22cにはターンオフ信号が入力する。このとき、OR回路32の出力(V3)もローに変化している。したがって、ターンオフ信号に同期して、半導体スイッチング素子42には遮断信号が入力する。検査対象半導体装置22に入力するゲートオフ信号のタイミングと半導体スイッチング素子42に入力する遮断信号のタイミングが一致する。検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42の応答遅れにもよるが、検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42は略一致してオフとなる。これにより、インダクタ30に蓄積されたエネルギーのみを検査対象半導体装置22に印加することができるのである。
次に、トリガ電圧(V1)はハイからローに変化する。このハイの期間は閾値時間に基づいて設定されている。トリガ電圧(V1)がローに変化した後に、遅延回路16を通過したトリガ電圧(V2)がハイからローに変化する。トリガ電圧(V2)がローに変化すると、検査対象半導体装置22の制御端子22cにはターンオフ信号が入力する。このとき、OR回路32の出力(V3)もローに変化している。したがって、ターンオフ信号に同期して、半導体スイッチング素子42には遮断信号が入力する。検査対象半導体装置22に入力するゲートオフ信号のタイミングと半導体スイッチング素子42に入力する遮断信号のタイミングが一致する。検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42の応答遅れにもよるが、検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42は略一致してオフとなる。これにより、インダクタ30に蓄積されたエネルギーのみを検査対象半導体装置22に印加することができるのである。
検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42にオフ電圧が印加されるタイミングは、必要に応じて異なるタイミングで加えることもできる。例えば、半導体スイッチング素子42を僅かに遅れて遮断させることができる。この場合は、図6に示すように、遅延回路16の出力側とOR回路32の入力側を接続する接続線に、第2の遅延回路17を設けることで実現できる。第2の遅延回路17は、遅延回路16で遅延したトリガ電圧をさらに遅延させる。この検査装置10によれば、検査対象半導体装置22に入力する信号(V2a)に対して、半導体スイッチング素子42に入力する信号(V3)は、第2の遅延回路17によって形成される時間差に基づいて僅かに遅れて入力するようになる。半導体スイッチング素子42が、検査対象半導体装置22より先に遮断すると、半導体スイッチング素子42が先にブレークダウンすることがあり、検査試験を正確に実施することができない場合がある。このような事態を回避するために、図6に示すような検査装置を利用すると、半導体スイッチング素子42が検査対象半導体装置22よりも遅れて遮断されるので、半導体スイッチング素子42がブレークダウンしてしまう事態を確実に防止できる。
なお、検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42のスイッチング応答遅れの違いから、半導体スイッチング素子42に入力する遮断信号を、検査対象半導体装置22のターンオフ信号より先に加えた方が有効なこともある。半導体スイッチング素子42の応答遅れが、検査対象半導体装置22の応答遅れよりも遅い場合は有効である。半導体スイッチング素子42に遮断信号を先に加えておくことによって、結果として、検査対象半導体装置22にターンオフ信号が入力した直後に、半導体スイッチング素子42が遮断されるという現象を得ることができる。この場合、図7に示すように、トリガ電圧発生回路12と検査対象半導体装置22の制御端子22cの間に遅延回路18を設けることによって実現できる。半導体スイッチング素子42には、トリガ電圧(V1)に基づくゲート電圧が直接印加され、検査対象半導体装置22の制御端子22cには遅延したトリガ電圧(V2)に基づくゲート電圧が印加される。これにより、半導体スイッチング素子42には、検査対象半導体装置22よりも先にオン信号が入力するとともに、検査対象半導体装置22よりも先にオフ信号が入力する。
なお、検査対象半導体装置22と半導体スイッチング素子42のスイッチング応答遅れの違いから、半導体スイッチング素子42に入力する遮断信号を、検査対象半導体装置22のターンオフ信号より先に加えた方が有効なこともある。半導体スイッチング素子42の応答遅れが、検査対象半導体装置22の応答遅れよりも遅い場合は有効である。半導体スイッチング素子42に遮断信号を先に加えておくことによって、結果として、検査対象半導体装置22にターンオフ信号が入力した直後に、半導体スイッチング素子42が遮断されるという現象を得ることができる。この場合、図7に示すように、トリガ電圧発生回路12と検査対象半導体装置22の制御端子22cの間に遅延回路18を設けることによって実現できる。半導体スイッチング素子42には、トリガ電圧(V1)に基づくゲート電圧が直接印加され、検査対象半導体装置22の制御端子22cには遅延したトリガ電圧(V2)に基づくゲート電圧が印加される。これにより、半導体スイッチング素子42には、検査対象半導体装置22よりも先にオン信号が入力するとともに、検査対象半導体装置22よりも先にオフ信号が入力する。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:検査装置
11:切換回路
12:トリガ電圧発生回路
14:抵抗
16、17、18:遅延回路
21:電圧印加回路
22:検査対象半導体装置
30:インダクタ
31:遮断回路
32:OR回路
40:スイッチ
42:半導体スイッチング素子
50:電圧供給手段
52:直流電源
54:コンデンサ
11:切換回路
12:トリガ電圧発生回路
14:抵抗
16、17、18:遅延回路
21:電圧印加回路
22:検査対象半導体装置
30:インダクタ
31:遮断回路
32:OR回路
40:スイッチ
42:半導体スイッチング素子
50:電圧供給手段
52:直流電源
54:コンデンサ
Claims (5)
- 制御端子と一対の主端子を有する半導体装置の検査装置であり、
検査対象半導体装置の一対の主端子に接続することによって、電源、スイッチ、インダクタ、検査対象半導体装置の順に一巡する直列回路を構成する電圧印加回路と、
検査対象半導体装置の制御端子に接続することによって、検査対象半導体装置のオン・オフを切換える切換回路と、
前記切換回路がターンオフ信号を出力するタイミングに略一致するタイミングで、前記スイッチを遮断する遮断回路と、
を備えている検査装置。 - 前記スイッチは、制御端子を有する半導体スイッチング素子で構成されており、
前記遮断回路は、前記切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加することを特徴とする請求項1の検査装置。 - 前記スイッチは、制御端子を有する半導体スイッチング素子で構成されており、
前記遮断回路は、前記切換回路が検査対象半導体装置の制御端子に加えるターンオフ信号を遅延したターンオフ信号を半導体スイッチング素子の制御端子に印加することを特徴とする請求項1の検査装置。 - 前記スイッチは、制御端子を有する半導体スイッチング素子で構成されており、
前記切換回路は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生する回路と、トリガ電圧を遅延して検査対象半導体装置の制御端子に加える遅延回路を有し、
前記遮断回路は、遅延していないトリガ電圧と遅延したトリガ電圧を入力するOR回路を有し、そのOR回路の出力を半導体スイッチング素子の制御端子に印加することを特徴とする請求項1の検査装置。 - 前記スイッチは、制御端子を有する半導体スイッチング素子で構成されており、
前記切換回路は、ハイ電位とロー電位の間で時間的に切換わるトリガ電圧を発生する回路と、トリガ電圧を遅延して検査対象半導体装置の制御端子に加える遅延回路を有し、
前記遮断回路は、前記遅延回路で遅延したトリガ電圧をさらに遅延させる第2の遅延回路と、遅延していないトリガ電圧と第2の遅延回路で遅延したトリガ電圧を入力するOR回路を有し、そのOR回路の出力を半導体スイッチング素子の制御端子に印加することを特徴とする請求項1の検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004354158A JP2006162426A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 半導体装置の検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004354158A JP2006162426A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 半導体装置の検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006162426A true JP2006162426A (ja) | 2006-06-22 |
Family
ID=36664618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004354158A Pending JP2006162426A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 半導体装置の検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006162426A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009145302A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Toyota Motor Corp | 半導体素子の試験装置及びその試験方法 |
JP2011090230A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Shimadzu Corp | 表示装置 |
CN102419413A (zh) * | 2011-08-11 | 2012-04-18 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 功率mosfet器件的雪崩耐量测试电路和方法 |
JP2014225607A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士電機株式会社 | 半導体チップの試験装置および試験方法 |
JP2016164524A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の試験方法 |
JP2021032827A (ja) * | 2019-08-29 | 2021-03-01 | 富士電機株式会社 | パワー半導体用試験装置およびパワー半導体試験方法 |
-
2004
- 2004-12-07 JP JP2004354158A patent/JP2006162426A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009145302A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Toyota Motor Corp | 半導体素子の試験装置及びその試験方法 |
JP2011090230A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Shimadzu Corp | 表示装置 |
CN102419413A (zh) * | 2011-08-11 | 2012-04-18 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 功率mosfet器件的雪崩耐量测试电路和方法 |
JP2014225607A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士電機株式会社 | 半導体チップの試験装置および試験方法 |
JP2016164524A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の試験方法 |
JP2021032827A (ja) * | 2019-08-29 | 2021-03-01 | 富士電機株式会社 | パワー半導体用試験装置およびパワー半導体試験方法 |
JP7388052B2 (ja) | 2019-08-29 | 2023-11-29 | 富士電機株式会社 | パワー半導体用試験装置およびパワー半導体試験方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6949160B2 (ja) | 動的タイミングでの多ステージゲートオフ切り替え | |
TWI436073B (zh) | Test device for switchgear | |
JP6432977B2 (ja) | 電力半導体スイッチにおける短絡又は過電流状態の検出装置及び検出方法 | |
US9490798B1 (en) | Gate drive control system for SiC and IGBT power devices | |
JP6616576B2 (ja) | 駆動回路 | |
JP2000232347A (ja) | ゲート回路及びゲート回路制御方法 | |
WO2017215335A1 (zh) | Igbt短路保护电路及方法、igbt驱动器以及igbt电路 | |
WO2015198589A1 (ja) | 半導体素子の検査回路および検査方法 | |
JP2006162426A (ja) | 半導体装置の検査装置 | |
JP2018029259A (ja) | トランジスタ駆動回路 | |
JP2012127813A (ja) | 試験装置 | |
JP6790974B2 (ja) | 半導体素子の検査装置 | |
JP5258810B2 (ja) | 半導体装置の試験装置 | |
JP2002281736A (ja) | 絶縁ゲート型半導体素子の故障検出方法および故障検出装置 | |
JP2009272914A (ja) | Fet増幅器のバイアス回路 | |
US11115019B2 (en) | Dynamic short circuit protection | |
JP2015190923A (ja) | 試験装置及び試験方法 | |
JP7034041B2 (ja) | 半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法 | |
Degrenne et al. | Short-circuit robustness of discrete SiC MOSFETs in half-bridge configuration | |
US10284189B1 (en) | Redundant isolating switch control circuit | |
US9768765B2 (en) | Gate control circuit and power supply circuit | |
CN107947742B (zh) | 一种用于控制耗尽型功率器件的时序保护电路 | |
JP6977486B2 (ja) | 半導体装置の試験装置 | |
KR102007680B1 (ko) | 복수개의 직렬 연결 방식 트랜지스터 스위치의 과전압 방지 회로 | |
JP2015027147A (ja) | インバータ装置 |