JP2006337268A - 接触抵抗の測定方法および半導体素子の電気特性の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体素子の回路構成にかかわらず接触抵抗を測定することができ、かつ接触抵抗の測定に要する手間を削減することができる接触抵抗の測定方法を提供する。
【解決手段】 第１のリード端子３に第１および第２コンタクトピン１１，１２を接触させ、第２のリード端子４に第３および第４コンタクトピン１３，１４を接触させておく。この状態で、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗についてそれぞれ計測し、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗ならびに第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。そして、前記計測によって得られた各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子を接触させて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する接触抵抗の測定方法に関する。

また本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子を接触させて、接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法に関する。

半導体素子の検査の１つに、電気特性検査がある。この電気特性検査では、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、接触子を介して電気特性を測定する。この測定の結果に基づいて、半導体素子の良否を判定する。このような電気特性検査では、リード端子と接触子との間の接触抵抗によって、電気特性の測定精度が低下し、これによって誤判定が生じてしまうことがある。

このような誤判定は、後述の第１〜第４の従来技術を用いれば、防ぐことができる。第１〜第４の従来技術を用いれば、リード端子と接触子との間の接触抵抗を小さくすることができ、これによって電気特性の測定精度を向上させ、誤判定を防ぐことができる。

第１の従来技術は、特許文献１に開示される。この従来技術では、半導体ウェハの電気試験にあたって、半導体ウェハの電極パッドにプローブ針を接触させる。このとき、電極パッドに対するプローブ針の接触圧を自動的に調整する。これによって、電極パッドとプローブ針との間の接触抵抗を小さくする。

第２の従来技術は、特許文献２に開示される。この従来技術では、プローブ針に電流を流すことによって、プローブ針に付着した異物を焼却して除去する。これによって半導体ウェハとプローブ針との間の接触抵抗を小さくする。

第３の従来技術は、特許文献３に開示される。この従来技術では、半導体素子の電気的特性を測定する前に、ローラーによって、半導体素子の外部リードを磨く。これによって、外部リードと測子との間の接触抵抗を小さくする。

第４の従来技術は、特許文献４に開示される。この従来技術では、電子部品の電極に探針を接触させた状態で、前記電極表面を擦るように前記探針を振動させる。これによって、電極面に形成されていた酸化膜を削り取り、電極と探針との間の接触抵抗を小さくする。

以上のような第１〜第４の従来技術を用いれば、リード端子と接触子との間の接触抵抗を小さくすることができるけれども、このように接触抵抗を小さくしたとしても、接触抵抗が電気特性の測定精度に与える影響を無視することはできない。

第５の従来技術は、特許文献５に開示される。この従来技術では、半導体装置の端子と測定用端子との間の接触抵抗を含む寄生抵抗を考慮して、電気特性の測定時に実際に印加する電圧を補正する。これによって寄生抵抗の影響を除去して正確な電気特性の測定を行うことができる。

このような第５の従来技術では、電気特性の測定前に、寄生抵抗を測定する。寄生抵抗を測定するにあたっては、予備テスト電圧値の電圧を半導体装置に印加して、半導体装置に流れる電流を測定する。そして、予備テスト電圧値と、測定された電流値と、半導体装置内の２端子間の理論抵抗値とに基づいて、寄生抵抗値を算出する。前記理論抵抗値は、寄生抵抗の測定前に、予め測定しておく必要がある。したがって第５の従来技術では、手間を要するという問題がある。

第６の従来技術として、接触抵抗を測定する技術が、特許文献６に開示される。この従来技術では、接触抵抗の測定時に、半導体チップの内部回路と電極とを電気的に分離する。これによってプローブと電極とを接触させた状態で、電極に対するプローブの接触抵抗の測定を行うことができる。

このような第６の従来技術を用いれば、リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定することができるけれども、このような接触抵抗の測定のためには、半導体素子の内部回路とリード端子とを電気的に分離するためのスイッチング回路が、半導体素子に設けられる必要がある。換言すれば、半導体素子に前記スイッチング回路がなければ、接触抵抗を測定することができない。したがって第６の従来技術では、半導体素子の回路構成に対して制約があるという問題がある。

特開平８−３２７６９０号公報 特開２００２−２１７２５５号公報 実開平１−１５４４７９号公報 特開平６−１８５６０号公報 特開２００３−１７２７６３号公報 特開２００３−２７３１８１号公報

本発明の目的は、半導体素子の回路構成にかかわらず接触抵抗を測定することができ、かつ接触抵抗の測定に要する手間を削減することができる接触抵抗の測定方法を提供することである。

本発明の他の目的は、電気特性の測定精度を向上させることができ、かつ電気特性の測定に要する手間を削減することができる半導体素子の電気特性の測定方法を提供することである。

本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する接触抵抗の測定方法であって、
第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させておき、
第１および第３接触子間の抵抗、第１および第４接触子間の抵抗、第２および第３接触子間の抵抗ならびに第２および第４接触子間の抵抗のうちから選んだ３つについてそれぞれ計測するとともに、第１および第２接触子間の抵抗ならびに第３および第４接触子間の抵抗についてそれぞれ計測し、
前記計測によって得られた各接触子間の抵抗に基づいて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を算出することを特徴とする接触抵抗の測定方法である。

また本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
前記接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定するとともに、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測し、
前記半導体素子の電気特性の計測によって得られた半導体素子の電気特性を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法である。

また本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
前記接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定し、
半導体素子の電気特性を計測するときの計測条件を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正し、
補正した計測条件で、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法である。

また本発明は、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
前記接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定し、
前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗が予め定める許容範囲内であるか否かを判定し、
許容範囲内であるときは、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測し、許容範囲内でないときは、各リード端子または各接触子に超音波振動を与えた後、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法である。

本発明によれば、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する。具体的には、第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させておく。この状態で、各接触子間の抵抗を計測する。そして、前記計測によって得られた各接触子間の抵抗に基づいて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を算出する。

以下、第１のリード端子と第１接触子との間の接触抵抗をｒ１と記載し、第１のリード端子と第２接触子との間の接触抵抗をｒ２と記載し、第２のリード端子と第３接触子との間の接触抵抗をｒ３と記載し、第２のリード端子と第４接触子との間の接触抵抗をｒ４と記載する。

各接触子間の抵抗の計測では、第１および第３接触子間の抵抗、第１および第４接触子間の抵抗、第２および第３接触子間の抵抗ならびに第２および第４接触子間の抵抗のうちから選んだ３つについてそれぞれ計測する。これらの計測によって得られた各抵抗からは、ｒ１とｒ２との差を算出するとともに、ｒ３とｒ４との差を算出することができる。これらの各差は、未知数である半導体素子の抵抗を含まない。

また各接触子間の抵抗の計測では、第１および第２接触子間の抵抗ならびに第３および第４接触子間の抵抗についてそれぞれ計測する。これらの計測によって得られた各抵抗は、ｒ１とｒ２との和であり、またｒ３とｒ４との和である。これらの各和は、未知数である半導体素子の抵抗を含まない。

したがってｒ１〜ｒ４は、前記計測によって得られた各接触子間の抵抗から導くことができる。換言すれば、前記計測によって得られた各接触子間の抵抗に基づいて、ｒ１〜ｒ４を算出することができる。

このように各接触子間の抵抗に基づいて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を算出することができるので、前記第６の従来技術のように、半導体素子の回路構成に対して制約がない。したがって、半導体素子の回路構成にかかわらず接触抵抗を測定することができる。

また各接触子間の抵抗に基づいて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を算出することができるので、前記第５の従来技術のように、理論抵抗値を予め測定しておく必要がない。したがって接触抵抗の測定に要する手間を削減することができる。

以上のように本発明では、半導体素子の回路構成にかかわらず接触抵抗を測定することができ、かつ接触抵抗の測定に要する手間を削減することができる。

また本発明によれば、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する。具体的には、まず、第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させる。この状態で、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定するとともに、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測する。そして、前記半導体素子の電気特性の計測によって得られた半導体素子の電気特性を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正する。

前記補正によって、電気特性の測定精度を向上させることができる。しかも補正に用いられる各接触抵抗は、前述のようにして測定するので、接触抵抗の測定に要する手間を削減することができ、延いては電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

また本発明によれば、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する。具体的には、まず、第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させる。この状態で、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する。次に、半導体素子の電気特性を計測するときの計測条件を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正する。そして、補正した計測条件で、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測する。

このように補正した計測条件で、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測するので、電気特性の測定精度を向上させることができる。しかも補正に用いられる各接触抵抗は、前述のようにして測定するので、接触抵抗の測定に要する手間を削減することができ、延いては電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

また本発明によれば、半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する。具体的には、まず、第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させる。この状態で、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する。次に、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗が予め定める許容範囲内であるか否かを判定する。許容範囲内であるときは、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測し、許容範囲内でないときは、各リード端子または各接触子に超音波振動を与えた後、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測する。

このように各接触抵抗が許容範囲内でないときは、前述のように各リード端子または各接触子に超音波振動を与える。これによって各接触抵抗を小さくし、この上で、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測する。したがって電気特性の測定精度を向上させることができる。また各接触抵抗が許容範囲内であるときは、超音波振動を与えることなく、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測することによって、無駄を省くことができる。しかも判定に用いられる各接触抵抗は、前述のようにして測定するので、接触抵抗の測定に要する手間を削減することができ、延いては電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

図１は、本発明の実施の第１形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置２の構成を簡略化して示す回路図である。図２は、半導体素子１のリード端子３，４にコンタクトピン１１〜１４を接触させた状態を模式的に示す模式図である。

本実施の形態の測定方法は、半導体素子の電気特性の測定方法である。電気特性は、ＤＣ特性であり、詳しくは電圧電流特性である。本実施の形態では、半導体素子１に予め定める電流値の印加電流を印加したときに半導体素子１にかかる電圧を、電気特性として測定する。

本実施の形態では、半導体素子１に設けられる複数のリード端子３，４に、接触子であるコンタクトピン１１〜１４をそれぞれ接触させる。この状態で、コンタクトピン１１〜１４を介して半導体素子１の電気特性を測定する。

被測定デバイス（Device Under Test、略称ＤＵＴ）である半導体素子１は、内部回路である半導体回路と、半導体回路に接続される複数のリード端子３，４とを含む。本実施の形態では、測定対象となる半導体回路に接続される２つのリード端子３，４のうち、一方のリード端子３を第１のリード端子３といい、他方のリード端子４を第２のリード端子４という。

測定装置２は、たとえば半導体素子１の検査装置に備えられる。大略的に述べると、検査装置は、前記測定装置２とハンドラとを備える。ハンドラは、測定装置２による測定結果に基づいて半導体素子１の良否を判定し、判定結果に基づいて半導体素子１を、良品と不良品とに分類して、指定された場所に収納する。

測定装置２は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と、定電流を供給する定電流源６と、電圧を計測する直流電圧計７と、リレー回路８と、制御部９とを含む。

第１および第２コンタクトピン１１，１２は、第１のリード端子３に接触し、第３および第４コンタクトピン１３，１４は、第２のリード端子４に接触する。このように本実施の形態では、ケルビンコンタクト方式、すなわち１つのリード端子に対して２つのコンタクトピンを接触させる方式が採用される。

リレー回路８は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と定電流源６とを電気的に、導通および遮断するとともに、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と直流電圧計７とを電気的に、導通および遮断する。リレー回路８は、第１〜第９リレー２１〜２９を有する。第１〜第９リレー２１〜２９は、導通状態と遮断状態とに切り換わる。

第１〜第４リレー２１〜２４は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と定電流源６との間に介在する。第１リレー２１は、定電流源６の一方の端子６ａと第１コンタクトピン１１との間に介在する。第２リレー２２は、定電流源６の一方の端子６ａと第２コンタクトピン１２との間に介在する。第３リレー２３は、定電流源６の他方の端子６ｂと第３コンタクトピン１３との間に介在する。第４リレー２４は、定電流源６の他方の端子６ｂと第４コンタクトピン１４との間に介在する。

第５〜第８リレー２５〜２８は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と直流電圧計７との間に介在する。第５リレー２５は、直流電圧計７の一方の端子７ａと第１コンタクトピン１１との間に介在する。第６リレー２６は、直流電圧計７の一方の端子７ａと第２コンタクトピン１２との間に介在する。第７リレー２７は、直流電圧計７の他方の端子７ｂと第３コンタクトピン１３との間に介在する。第８リレー２８は、直流電圧計７の他方の端子７ｂと第４コンタクトピン１４との間に介在する。

第９リレー２９は、第２および第６リレー２２，２６と第３コンタクトピン１３との間に介在するとともに、第３および第７リレー２３，２７と第２コンタクトピン１２との間に介在する。

制御部９は、本実施の形態の測定方法に係る制御プログラムを実行する。制御部９は、たとえば中央演算処理装置（Central Processing Unit、略称ＣＰＵ）によって実現される。制御部９は、リレー回路８を制御するとともに、定電流源６を制御する。また制御部９は、直流電圧計７の計測値を取得する。

各リード端子３，４の表面および各コンタクトピン１１〜１４の表面には、酸化膜がそれぞれ形成される。これらの酸化膜によって、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間には、接触抵抗が生じる。

本実施の形態では、第１のリード端子３と第１コンタクトピン１１との間の接触抵抗をｒ１と記載し、第１のリード端子３と第２コンタクトピン１２との間の接触抵抗をｒ２と記載し、第２のリード端子４と第３コンタクトピン１３との間の接触抵抗をｒ３と記載し、第２のリード端子４と第４コンタクトピン１４との間の接触抵抗をｒ４と記載する。

図３は、半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。まず、ステップａ１で、第１のリード端子３に第１および第２コンタクトピン１１，１２を接触させるとともに、第２のリード端子４に第３および第４コンタクトピン１３，１４を接触させ、ステップａ２に進む。ステップａ２では、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定し、ステップａ３に進む。ステップａ３では、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４を介して半導体素子１の電気特性を計測し、ステップａ４に進む。ステップａ４では、前記ステップａ３の計測によって得られた半導体素子１の電気特性を、前記ステップａ２の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１〜ｒ４に基づいて補正する。このようにして、半導体素子１の電気特性を測定する。

各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４とを離反させるのは、ステップａ２およびａ３を実行した後であればよく、したがってステップａ４を実行する前でもよく、あるいはステップａ４を実行した後でもよい。またステップａ２およびａ３を実行する順序は逆であってもよい。

図４は、図３のステップａ２に係る接触抵抗の測定方法を説明するためのフローチャートである。まず、ステップｂ１で、各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗を計測し、ステップｂ２に進む。ステップｂ２では、前記ステップｂ１の計測によって得られた各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出する。このようにして、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定する。

前記ステップｂ１では、第１および第３コンタクトピン１１，１３間の抵抗、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗のうちから選んだ３つについてそれぞれ計測する。本実施の形態では、前記３つとして、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。また前記ステップｂ１では、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗ならびに第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗についてもそれぞれ計測する。

第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第１および第４リレー２１，２４ならびに第５および第８リレー２５，２８を導通状態とし、残余のリレー２２，２３，２６，２７，２９を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、予め定める第１電流値Ｉｓ１の印加電流を供給するように、定電流源６を制御する。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ１とする。

第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗を計測するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第３リレー２２，２３ならびに第６および第７リレー２６，２７を導通状態とし、残余のリレー２１，２４，２５，２８，２９を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、前記第１電流値Ｉｓ１の印加電流を供給するように、定電流源６を制御する。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ２とする。

第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第４リレー２２，２４ならびに第６および第８リレー２６，２８を導通状態とし、残余のリレー２１，２３，２５，２７，２９を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、前記第１電流値Ｉｓ１の印加電流を供給するように、定電流源６を制御する。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ３とする。

第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗を計測するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第１および第３リレー２１，２３、第５および第７リレー２５，２７ならびに第９リレー２９を導通状態とし、残余のリレー２２，２４，２６，２８を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、前記第１電流値Ｉｓ１の印加電流を供給するように、定電流源６を制御する。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ４とする。

第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第４リレー２２，２４、第６および第８リレー２６，２８ならびに第９リレー２９を導通状態とし、残余のリレー２１，２３，２５，２７を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、前記第１電流値Ｉｓ１の印加電流を供給するように、定電流源６を制御する。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ５とする。

制御部９は、直流電圧計７による各計測値Ｖｍ１〜Ｖｍ５を取得して、以下の式（１）〜式（４）に基づいて、各接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出する。
ｒ１＝（Ｖｍ４＋Ｖｍ１−Ｖｍ３）／（２・Ｉｓ１） …（１）
ｒ２＝（Ｖｍ４−Ｖｍ１＋Ｖｍ３）／（２・Ｉｓ１） …（２）
ｒ３＝（Ｖｍ５＋Ｖｍ２−Ｖｍ３）／（２・Ｉｓ１） …（３）
ｒ４＝（Ｖｍ５−Ｖｍ２＋Ｖｍ３）／（２・Ｉｓ１） …（４）

図５は、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。この図５を参照して、前記式（１）〜式（４）の導き方を大略的に説明する。本実施の形態では、半導体素子１の抵抗をＲとする。このＲは、未知数である。

図５Ａ（１）は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第１および第４リレー２１，２４ならびに第５および第８リレー２５，２８を導通状態とし、残余のリレー２２，２３，２６，２７，２９を遮断状態とした場合の図１の等価回路を示す。この場合、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、すなわちｒ１＋Ｒ＋ｒ４を計測することができ、以下の式（５）が成り立つ。
ｒ１＋Ｒ＋ｒ４＝Ｖｍ１／Ｉｓ１ …（５）

図５Ａ（２）は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第３リレー２２，２３ならびに第６および第７リレー２６，２７を導通状態とし、残余のリレー２１，２４，２５，２８，２９を遮断状態とした場合の図１の等価回路を示す。この場合、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗、すなわちｒ２＋Ｒ＋ｒ３を計測することができ、以下の式（６）が成り立つ。
ｒ２＋Ｒ＋ｒ３＝Ｖｍ２／Ｉｓ１ …（６）

図５Ａ（３）は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第４リレー２２，２４ならびに第６および第８リレー２６，２８を導通状態とし、残余のリレー２１，２３，２５，２７，２９を遮断状態とした場合の図１の等価回路を示す。この場合、第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗、すなわちｒ２＋Ｒ＋ｒ４を計測することができ、以下の式（７）が成り立つ。
ｒ２＋Ｒ＋ｒ４＝Ｖｍ３／Ｉｓ１ …（７）

図５Ｂ（４）は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第１および第３リレー２１，２３、第５および第７リレー２５，２７ならびに第９リレー２９を導通状態とし、残余のリレー２２，２４，２６，２８を遮断状態とした場合の図１の等価回路を示す。この場合、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗、すなわちｒ１＋ｒ２を計測することができ、以下の式（８）が成り立つ。
ｒ１＋ｒ２＝Ｖｍ４／Ｉｓ１ …（８）

図５Ｂ（５）は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第４リレー２２，２４、第６および第８リレー２６，２８ならびに第９リレー２９を導通状態とし、残余のリレー２１，２３，２５，２７を遮断状態とした場合の図１の等価回路を示す。この場合、第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗、すなわちｒ３＋ｒ４を計測することができ、以下の式（９）が成り立つ。
ｒ３＋ｒ４＝Ｖｍ５／Ｉｓ１ …（９）
前記式（５）〜式（９）から、前記式（１）〜式（４）を導くことができる。

まず、式（５）から式（７）を減算することによって、以下の式（１０）が得られる。
ｒ１−ｒ２＝（Ｖｍ１−Ｖｍ３）／Ｉｓ１ …（10）

式（８）に式（１０）を加算して、２で除算することによって、前記式（１）が得られる。また式（１）を式（１０）に代入することによって、前記式（２）が得られる。

次に、式（６）から式（７）を減算することによって、以下の式（１１）が得られる。
ｒ３−ｒ４＝（Ｖｍ２−Ｖｍ３）／Ｉｓ１ …（11）

式（９）に式（１１）を加算して、２で除算することによって、前記式（３）が得られる。また式（３）を式（１１）に代入することによって、前記式（４）が得られる。

図６は、半導体素子１の電気特性を測定するための測定回路を示す回路図である。半導体素子１の電気特性を測定するにあたって、制御部９は、第１〜第９リレー２１〜２９のうち、第２および第３リレー２２，２３ならびに第５および第８リレー２５，２８を導通状態とし、残余のリレー２１，２４，２６，２７，２９を遮断状態とするように、リレー回路８を制御する。また制御部９は、予め定める第２電流値Ｉｓ２の定電流を供給するように、定電流源６を制御する。第２電流値Ｉｓ２は、第１電流値Ｉｓ１と同一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。前述のようにリレー回路８および定電流源６が制御された状態で、直流電圧計７によって電圧が計測される。このときの直流電圧計７の計測値をＶｍ１１とする。

制御部９は、直流電圧計７の計測値Ｖｍ１１を取得して、この計測値Ｖｍ１１を、前記図３のステップａ２の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１，ｒ４に基づいて補正する。具体的には、以下の式（１２）に基づいて、計測値Ｖｍ１１を補正する。式（１２）において、Ｖｘは補正値である。またｒｏは、直流電圧計７の内部抵抗であり、既知数である。
Ｖｘ＝｛１＋（ｒ１＋ｒ４）／ｒｏ｝・Ｖｍ１１ …（12）

以上のような本実施の形態によれば、各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗の計測では、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。これらの計測によって得られた各抵抗からは、ｒ１とｒ２との差を算出するとともに、ｒ３とｒ４との差を算出することができる。これらの各差は、未知数である半導体素子１の抵抗Ｒを含まない。

また各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗の計測では、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗ならびに第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。これらの計測によって得られた各コンタクトピン間の抵抗は、ｒ１とｒ２との和であり、またｒ３とｒ４との和である。これらの各和は、未知数である半導体素子１の抵抗Ｒを含まない。

したがってｒ１〜ｒ４は、前記計測によって得られた各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗から導くことができる。換言すれば、前記計測によって得られた各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、ｒ１〜ｒ４を算出することができる。

このように各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出することができるので、前記第６の従来技術のように、半導体素子１の回路構成に対して制約がない。したがって、半導体素子１の回路構成にかかわらず接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定することができる。

また各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出することができるので、前記第５の従来技術のように、理論抵抗値を予め測定しておく必要がない。したがって接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができる。

このように本実施の形態では、半導体素子１の回路構成にかかわらず接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定することができ、かつ接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができる。

また本実施の形態によれば、図３のステップａ３に係る半導体素子１の電気特性の計測によって得られた半導体素子１の電気特性を、図３のステップａ２に係る各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１〜ｒ４に基づいて補正する。これによって電気特性の測定精度を向上させることができる。しかも補正に用いられる各接触抵抗ｒ１〜ｒ４は、前述のようにして測定するので、接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができ、延いては電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

図７は、本発明の実施の第２形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置４２の構成を簡略化して示す回路図である。本実施の形態は、前述の第１形態に類似するので、共通する点は説明を省略する。

前述の第１形態では、半導体素子１に予め定める電流値の印加電流を印加したときに半導体素子１にかかる電圧を、電気特性として測定する。これに対して本実施の形態では、半導体素子１に予め定める電圧値の印加電圧を印加したときに半導体素子１に流れる電流を、電気特性として測定する。

測定装置４２は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と、定電圧を供給する定電圧源４６と、電流を計測する直流電流計４７と、リレー回路４８と、制御部４９とを含む。

第１および第２コンタクトピン１１，１２は、第１のリード端子３に接触し、第３および第４コンタクトピン１３，１４は、第２のリード端子４に接触する。このように本実施の形態でも、ケルビンコンタクト方式が採用される。

定電圧源４６と直流電流計４７とは、直列に接続される。詳しくは、定電圧源４６の一方の端子４６ａと直流電流計４７の他方の端子４７ｂとが接続される。

リレー回路４８は、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と定電圧源４６および直流電流計４７とを電気的に、導通および遮断する。リレー回路４８は、第１〜第５リレー５１〜５５を有する。第１〜第５リレー５１〜５５は、導通状態と遮断状態とに切り換わる。

第１リレー５１は、直流電流計４７の一方の端子４７ａと第１コンタクトピン１１との間に介在する。第２リレー５２は、直流電流計４７の一方の端子４７ａと第２コンタクトピン１２との間に介在する。第３リレー５３は、定電圧源４６の他方の端子４６ｂと第３コンタクトピン１３との間に介在する。第４リレー５４は、定電圧源４６の他方の端子４６ｂと第４コンタクトピン１４との間に介在する。第５リレー５５は、直流電流計４７の一方の端子４７ａと第３コンタクトピン１３との間に介在するとともに、定電圧源４６の他方の端子４６ｂと第２コンタクトピン１２との間に介在する。

制御部４９は、本実施の形態の測定方法に係る制御プログラムを実行する。制御部４９は、たとえば中央演算処理装置によって実現される。制御部４９は、リレー回路４８を制御するとともに、定電圧源４６を制御する。また制御部４９は、直流電流計４７の計測値を取得する。

図８は、半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。まず、ステップｃ１で、第１のリード端子３に第１および第２コンタクトピン１１，１２を接触させるとともに、第２のリード端子４に第３および第４コンタクトピン１３，１４を接触させ、ステップｃ２に進む。ステップｃ２では、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定し、ステップｃ３に進む。

ステップｃ３では、カウンタを初期化して、すなわちカウンタ値をゼロにして、ステップｃ４に進む。ステップｃ４では、半導体素子１の電気特性を計測するときの計測条件を、前記ステップｃ２の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１〜ｒ４に基づいて補正し、ステップｃ５に進む。ステップｃ５では、カウンタ値に１を加算して、ステップｃ６に進む。

ステップｃ６では、補正した計測条件で、第２および第３コンタクトピン１２，１３を介して半導体素子１の電気特性を計測し、ステップｃ７に進む。ステップｃ７では、カウンタ値が１０以上か否かを判定する。１０というのは一例であり、これに限定されない。カウンタ値が１０以上でないと判定すると、ステップｃ８に進み、カウンタ値が１０以上であると判定すると、ステップｃ１０に進む。

ステップｃ８では、計測条件の補正が必要であるか否かを判定する。計測条件の補正が必要であると判定すると、ステップｃ４に戻る。計測条件の補正が必要でないと判定すると、半導体素子１の電気特性の測定を終了する。ステップｃ１０では、半導体素子１の電気特性の計測を中止し、半導体素子１の電気特性の測定を終了する。このようにして、半導体素子１の電気特性を測定する。

前記ステップｃ２に係る接触抵抗の測定方法では、まず、各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗を計測し、この後、前記計測によって得られた各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗に基づいて、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出する。このようにして、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を計測する。

前記各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗の計測では、第１および第３コンタクトピン１１，１３間の抵抗、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗のうちから選んだ３つについてそれぞれ計測する。本実施の形態では、前記３つとして、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、第２および第３コンタクトピン１２，１３間の抵抗ならびに第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。また前記各コンタクトピン１１〜１４間の抵抗の計測では、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗ならびに第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗についてそれぞれ計測する。

第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第１および第４リレー５１，５４を導通状態とし、残余のリレー５２，５３，５５を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。また制御部４９は、予め定める第１電圧値Ｖｓ１の印加電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ１とする。

第２および第３コンタクトピン１２，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第３リレー５２，５３を導通状態とし、残余のリレー５１，５４，５５を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。また制御部４９は、前記第１電圧値Ｖｓ１の印加電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ２とする。

第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第４リレー５２，５４を導通状態とし、残余のリレー５１，５３，５５を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。また制御部４９は、前記第１電圧値Ｖｓ１の印加電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ３とする。

第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第１および第３リレー５１，５３ならびに第５リレー５５を導通状態とし、残余のリレー５２，５４を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。また制御部４９は、前記第１電圧値Ｖｓ１の印加電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ４とする。

第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第４リレー５２，５４ならびに第５リレー５５を導通状態とし、残余のリレー５１，５３を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。また制御部４９は、前記第１電圧値Ｖｓ１の印加電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ５とする。

制御部４９は、直流電流計４７の各計測値Ｉｍ１〜Ｉｍ５を取得して、以下の式（１３）〜式（１６）に基づいて、各接触抵抗ｒ１〜ｒ４を算出する。
ｒ１＝｛（１／Ｉｍ４）＋（１／Ｉｍ１）−（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１／２
…（13）
ｒ２＝｛（１／Ｉｍ４）−（１／Ｉｍ１）＋（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１／２
…（14）
ｒ３＝｛（１／Ｉｍ５）＋（１／Ｉｍ２）−（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１／２
…（15）
ｒ４＝｛（１／Ｉｍ５）−（１／Ｉｍ２）＋（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１／２
…（16）

図９は、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。この図９を参照して、前記式（１３）〜式（１６）の導き方を大略的に説明する。

図９Ａ（１）は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第１および第４リレー５１，５４を導通状態とし、残余のリレー５２，５３，５５を遮断状態とした場合の図７の等価回路を示す。この場合、第１および第４コンタクトピン１１，１４間の抵抗、すなわちｒ１＋Ｒ＋ｒ４を計測することができ、以下の式（１７）が成り立つ。
ｒ１＋Ｒ＋ｒ４＝Ｖｓ１／Ｉｍ１ …（17）

図９Ａ（２）は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第３リレー５２，５３を導通状態とし、残余のリレー５１，５４，５５を遮断状態とした場合の図７の等価回路を示す。この場合、第２および第３コンタクトピン１２，１４間の抵抗、すなわちｒ２＋Ｒ＋ｒ３を計測することができ、以下の式（１８）が成り立つ。
ｒ２＋Ｒ＋ｒ３＝Ｖｓ１／Ｉｍ２ …（18）

図９Ａ（３）は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第４リレー５２，５４を導通状態とし、残余のリレー５１，５３，５５を遮断状態とした場合の図７の等価回路を示す。この場合、第２および第４コンタクトピン１２，１４間の抵抗、すなわちｒ２＋Ｒ＋ｒ４を計測することができ、以下の式（１９）が成り立つ。
ｒ２＋Ｒ＋ｒ４＝Ｖｓ１／Ｉｍ３ …（19）

図９Ａ（４）は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第１および第３リレー５１，５３ならびに第５リレー５５を導通状態とし、残余のリレー５２，５４を遮断状態とした場合の図７の等価回路を示す。この場合、第１および第２コンタクトピン１１，１２間の抵抗、すなわちｒ１＋ｒ２を計測することができ、以下の式（２０）が成り立つ。
ｒ１＋ｒ２＝Ｖｓ１／Ｉｍ４ …（20）

図９Ａ（５）は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第４リレー５２，５４ならびに第５リレー５５を導通状態とし、残余のリレー５１，５３を遮断状態とした場合の図７の等価回路を示す。この場合、第３および第４コンタクトピン１３，１４間の抵抗、すなわちｒ３＋ｒ４を計測することができ、以下の式（２１）が成り立つ。
ｒ３＋ｒ４＝Ｖｓ１／Ｉｍ５ …（21）
前記式（１７）〜式（２１）から、前記式（１３）〜式（１６）を導くことができる。

まず、式（１７）から式（１９）を減算することによって、以下の式（２２）が得られる。
ｒ１−ｒ２＝｛（１／Ｉｍ１）−（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１ …（22）

式（２０）に式（２２）を加算して、２で除算することによって、前記式（１３）が得られる。また式（１３）を式（２２）に代入することによって、前記式（１４）が得られる。

次に、式（１８）から式（１９）を減算することによって、以下の式（２３）が得られる。
ｒ３−ｒ４＝｛（１／Ｉｍ２）−（１／Ｉｍ３）｝・Ｖｓ１ …（23）

式（２１）に式（２３）を加算して、２で除算することによって、前記式（１５）が得られる。また式（１５）を式（２３）に代入することによって、前記式（１６）が得られる。

図１０は、図８のステップｃ４における計測条件の補正を説明するための回路図である。本実施の形態では、計測条件は、定電圧源４６が供給する定電圧の電圧値である。

前記計測条件の補正に必要な電流値を計測するにあたって、制御部４９は、第１〜第５リレー５１〜５５のうち、第２および第３リレー５２，５３を導通状態とし、残余のリレー５１，５４，５５を遮断状態とするように、リレー回路４８を制御する。

図１０Ａ（１）は、１回目の補正のための計測回路を示す。制御部４９は、半導体素子１の各リード端子３，４間に印加すべき印加電圧の所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１の定電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。第２電圧値Ｖｓ１１は、第１電圧値Ｖｓ１と同一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ１１とする。

この場合、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧は、以下の式（２４）のように表される。式（２４）において、Ｖｘ１１は半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値である。
Ｖｘ１１＝Ｖｓ１１−（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１１ …（24）

この点を考慮して、制御部４９は、直流電流計４７の計測値Ｉｍ１１を取得して、この計測値Ｉｍ１１を用いて、計測条件を補正する。具体的には、以下の式（２５）に基づいて、計測条件を補正する。式（２５）において、Ｖｓ１２は補正値である。
Ｖｓ１２＝Ｖｓ１１＋（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１１ …（25）

図１０Ａ（２）は、２回目の補正のための計測回路を示す。制御部４９は、式（２５）で表される補正値Ｖｓ１２の定電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ１２とする。

この場合、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧は、以下の式（２６）のように表される。式（２６）において、Ｖｘ１２は半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値である。
Ｖｘ１２＝Ｖｓ１２−（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１２
＝Ｖｓ１１−（ｒ２＋ｒ３）・（Ｉｍ１２−Ｉｍ１１） …（26）

式（２６）で表されるＶｘ１２と、式（２４）で表されるＶｘ１１とを比較すると、Ｖｘ１２は、Ｖｘ１１に比べて、所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１に近づいていることが判る。

半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値をさらに、所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１に近づけるために、制御部４９は、直流電流計４７の計測値Ｉｍ１２を取得して、この計測値Ｉｍ１２を用いて、計測条件を補正する。具体的には、以下の式（２７）に基づいて、計測条件を補正する。式（２７）において、Ｖｓ１３は補正値である。
Ｖｓ１３＝Ｖｓ１２＋（ｒ２＋ｒ３）・（Ｉｍ１２−Ｉｍ１１）
＝Ｖｓ１１＋（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１２ …（27）

図１０Ｂ（３）は、３回目の補正のための計測回路を示す。制御部４９は、式（２７）で表される補正値Ｖｓ１３の定電圧を供給するように、定電圧源４６を制御する。前述のようにリレー回路４８および定電圧源４６が制御された状態で、直流電流計４７によって電流が計測される。このときの直流電流計４７の計測値をＩｍ１３とする。

この場合、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧は、以下の式（２８）のように表される。式（２８）において、Ｖｘ１３は半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値である。
Ｖｘ１３＝Ｖｓ１３−（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１３
＝Ｖｓ１１−（ｒ２＋ｒ３）・（Ｉｍ１３−Ｉｍ１２） …（28）

式（２８）で表されるＶｘ１３と、式（２６）で表されるＶｘ１２とを比較すると、Ｖｘ１３は、Ｖｘ１２に比べて、所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１に近づいていることが判る。

半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値をさらに、所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１に近づけるために、制御部４９は、直流電流計４７の計測値Ｉｍ１３を取得して、この計測値Ｉｍ１３を用いて、計測条件を補正する。具体的には、以下の式（２９）に基づいて、計測条件を補正する。式（２９）において、Ｖｓ１４は補正値である。
Ｖｓ１４＝Ｖｓ１３＋（ｒ２＋ｒ３）・（Ｉｍ１３−Ｉｍ１２）
＝Ｖｓ１１＋（ｒ２＋ｒ３）・Ｉｍ１３ …（29）

図１１は、Ｎ回目の補正のための計測回路を示す回路図である。計測条件の補正をＮ回、繰り返したとき、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値は、以下の式（３０）のように表される。式（３０）において、Ｎは２以上の自然数である。Ｖｘ１Ｎは、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値である。Ｉｍ１Ｎは、Ｖｘ１Ｎの定電圧が供給されるときの直流電流計４７の計測値である。
Ｖｘ１Ｎ＝Ｖｓ１１−（ｒ２＋ｒ３）・｛Ｉｍ１Ｎ−Ｉｍ１（Ｎ−１）｝
…（30）

補正回数Ｎが大きくなるほど、半導体素子１の各リード端子３，４間にかかる電圧の電圧値が、所望の電圧値である第２電圧値Ｖｓ１１に近づく。また、補正回数が大きくなるほど、電気特性の測定に要する時間が増大する。これらの点を考慮して、本実施の形態では、式（３０）の右辺の第２項（ｒ２＋ｒ３）・｛Ｉｍ１Ｎ−Ｉｍ１（Ｎ−１）｝が、式（３０）の右辺の第１項Ｖｓ１１に比べて充分小さくなると、繰り返しを止め、そのときの直流電流計４７の計測値を、半導体素子１の電気特性とする。具体的には、（ｒ２＋ｒ３）・｛Ｉｍ１Ｎ−Ｉｍ１（Ｎ−１）｝がＶｓ１１の１％未満になると、繰り返しを止める。

以上のような本実施の形態によれば、前述の第１形態と同様、半導体素子１の回路構成にかかわらず接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定することができ、かつ接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができる。

また本実施の形態によれば、半導体素子１の電気特性を計測するときの計測条件を、図８のステップｃ２に係る各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１〜ｒ４に基づいて補正する。そして、補正した計測条件で、第２および第３コンタクトピン１２，１３を介して半導体素子１の電気特性を計測する。

このように補正した計測条件で、第２および第３コンタクトピン１２，１３を介して半導体素子１の電気特性を計測するので、電気特性の測定精度を向上させることができる。しかも補正に用いられる各接触抵抗ｒ１〜ｒ４は、前述のようにして測定するので、接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができ、延いては電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

図１２は、本発明の実施の第３形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置６２の構成を簡略化して示す回路図である。本実施の形態は、前述の第２形態に類似するので、共通する点は説明を省略する。本実施の形態では、リモートセンシングフィードバック電源が用いられる。図１２では、理解を容易にするために、リモートセンシングフィードバック電源に関連する構成だけを示す。

本実施の形態の測定装置６２は、前述の第２形態の測定装置４２における各構成に加えて、オペアンプ６３と、第１および第２保護ダイオード６４，６５とを含む。

オペアンプ６３は、ボルテージフォロワ回路を構成する。オペアンプ６３の非反転入力端子には、半導体素子１にかかる電圧が入力される。オペアンプ６３の反転入力端子には、オペアンプ６３の出力端子の出力電圧が入力される。オペアンプ６３の出力端子の出力電圧は、定電圧源４６に与えられる。定電圧源４６は、オペアンプ６３の出力端子の出力電圧に基づいて、供給する定電圧を調整する。これによって、半導体素子１に所望の電圧値の印加電圧を印加することができる。

第１保護ダイオード６４のアノードは、第２コンタクトピン１２と直流電流計４７との間のライン６６に接続され、第１保護ダイオード６４のカソードは、半導体素子１の第１のリード端子３とオペアンプ６３の非反転入力端子との間のライン６７に接続される。第２保護ダイオード６５のアノードは、半導体素子１の第１のリード端子３とオペアンプ６３の非反転入力端子との間のライン６７に接続され、第２保護ダイオード６５のカソードは、第２コンタクトピン１２と直流電流計４７との間のライン６６に接続される。

これらの第１および第２保護ダイオード６４，６５によって、フィードバック電圧が制限される。フィードバック電圧は、第２コンタクトピン１２と直流電流計４７との間のライン６６と、半導体素子１の第１のリード端子３とオペアンプ６３の非反転入力端子との間のライン６７との間の電位差である。このフィードバック電圧が、第１および第２保護ダイオード６４，６５の順方向電圧ＶＦを超えないように、制限される。これによって、定電圧源４６の出力電圧ＶＮＦが、Ｖｓ＋ＶＦを超えることを防止し、Ｖｓ＋ＶＦを超える電圧が半導体素子１に印加されることを防止することができる。したがって半導体素子１を保護することができる。

図１３は、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶと定電圧源４６の出力電圧ＶＮＦとの関係を示す図である。図１３において、横軸は、第１のリード端子３と第２コンタクトピン１２との間の接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶを示し、縦軸は、定電圧源４６の出力電圧ＶＮＦを示す。またＶＦは、第１保護ダイオード６４の順方向電圧を示す。

リモートセンシングフィードバック電源が用いられる場合、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがゼロ以上ＶＦ未満であるとき、定電圧源の出力電圧は、線６８で示すように、Ｖｓ＋ΔＶとなる。接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ以上であるとき、定電圧源４６の出力電圧は、線６９で示すように、Ｖｓ＋ＶＦとなる。

このように接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であるときは、正しく負帰還がかかり、半導体素子１に所望の電圧値の印加電圧を印加することができ、電気特性の測定精度を向上させることができる。これに対して、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ以上であるときは、正しく負帰還がかからないので、半導体素子１に所望の電圧値の印加電圧を印加することができず、電気特性の測定精度が低下する。

図１４は、半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。前述のように接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ以上であるときは電気特性の測定精度が低下することを考慮して、本実施の形態では、図１４に示す測定方法によって、半導体素子１の電気特性を測定する。本実施の形態の測定方法に係る制御プログラムは、制御部４９によって実行される。

まず、ステップｄ１で、カウンタを初期化して、すなわちカウンタ値をゼロにして、ステップｄ２に進む。ステップｄ２では、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定して、ステップｄ３に進む。ステップｄ３では、前記ステップｄ２の測定によって得られた各接触抵抗ｒ１〜ｒ４が予め定める許容範囲内であるか否かを判定する。本実施の形態では、第１のリード端子３と第２コンタクトピン１２との間の接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であるか否かを判定する。

許容範囲内であるとき、すなわち接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であると判定すると、ステップｄ４に進む。ステップｄ４では、半導体素子１の電気特性を計測する。すなわち所望の電圧値の印加電圧を半導体素子１に印加して、このときに半導体素子１に流れる電流を計測する。

許容範囲内でないとき、すなわち接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満でないと判定すると、ステップｄ６に進む。ステップｄ６では、カウンタ値に１を加算して、ステップｄ７に進む。ステップｄ７では、カウンタ値が５未満であるか否かを判定する。カウンタ値が５未満でないと判定すると、ステップｄ８に進む。ステップｄ８では、接触抵抗が大きいとして、半導体素子１の電気特性の計測は行わずに、新たな半導体素子の測定に移る。カウンタ値が５未満であると判定すると、ステップｄ９に進む。ステップｄ９では、各リード端子３，４または各コンタクトピン１１〜１４に超音波振動を与えてワイピングを行い、ステップｄ２に戻る。

図１５は、測定装置６２の構成を簡略化して示す模式図である。図１５では、理解を容易にするために、ワイピングに関連する構成だけを示す。測定装置６２は、デバイス台７１と、デバイス押えピン７２と、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４と、測子取付ブロック７３と、コンタクトチューブ７４と、ワイピング手段７５とを含む。

デバイス台７１には、半導体素子１が載置される。デバイス押えピン７２は、デバイス台７１に載置された半導体素子１を、動かないように押え付ける。測子取付ブロック７３には、第１〜第４コンタクトピン１１〜１４が固定される。この測子取付ブロック７３は、ハンドラ本体に固定されている。コンタクトチューブ７４は、図１５の矢符７６方向に移動され、これによって第１のリード端子３に第１および第２コンタクトピン１１，１２を接触させるとともに、第２のリード端子４に第３および第４コンタクトピン１３，１４を接触させる。測子取付ブロック７３およびコンタクトチューブ７４は、電気絶縁性を有する材質から成る。

ワイピング手段７５は、超音波振動子７７と、コイル７８と、超音波振動発生器７９とを含む。超音波振動子７７は、コンタクトチューブ７４に接触する。超音波振動子７７には、コイル７８が巻回される。コイル７８には、超音波振動発生器７９が接続される。超音波振動発生器７９は、コイル７８によって、超音波振動子７７を超音波振動させる。

このようなワイピング手段７５によって、コンタクトチューブ７４を介して各コンタクトピン１１〜１４に、超音波振動を与えることができる。これによって、ワイピングを行うことができる。

以上のような本実施の形態によれば、前述の第１形態と同様、半導体素子１の回路構成にかかわらず接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定することができ、かつ接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定に要する手間を削減することができる。また電気特性の測定に要する手間を削減することができる。

また本実施の形態によれば、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦよりも大きい場合は、超音波振動によるワイピングを行う。これによって各リード端子３，４の表面に形成される酸化膜および各コンタクトピン１１〜１４の表面に形成される酸化膜を除去し、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を小さくする。そして、再度、各接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定し、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶが第１保護ダイオードの順方向電圧ＶＦよりも大きいか否かを判定する。

このように、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満になるまで、接触抵抗ｒ１〜ｒ４の測定と、ワイピングと、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であるか否かの判定とを繰り返し、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であると判定すると、半導体素子１の電気特性を計測する。したがって電気特性の測定精度を向上させることができる。

接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満であると判定すると、ワイピングを行うことなく、半導体素子１の電気特性を計測することによって、無駄を省くことができる。ワイピングを５回、行っても、接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶがＶＦ未満とならない場合は、接触抵抗が大きいとして、半導体素子１の電気特性の計測は行わずに、新たな半導体素子の測定に移る。これによっても無駄を省くことができる。

本実施の形態では、超音波振動子７７の超音波振動を各コンタクトピン１１〜１４に与えるけれども、超音波振動子７７の超音波振動を、デバイス台７１に与え、さらにこの超音波振動を、デバイス台７１から半導体素子１のモールド樹脂を介して各リード端子３，４に与えるようにしてもよい。この場合でも、各リード端子３，４の表面に形成される酸化膜および各コンタクトピン１１〜１４の表面に形成される酸化膜を除去し、各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を小さくすることができる。

前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば前述の第１形態では、図３のステップａ２においてｒ１〜ｒ４を測定するけれども、このステップａ２では、図３のステップａ４の補正で必要なｒ１およびｒ４だけを測定してもよい。また前述の第２形態でも、図８のステップｃ２においてｒ１〜ｒ４を測定するけれども、このステップｃ２では、図８のステップｃ３の補正で必要なｒ２およびｒ３だけを測定してもよい。

本発明の実施の第１形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置２の構成を簡略化して示す回路図である。 半導体素子１のリード端子３，４にコンタクトピン１１〜１４を接触させた状態を模式的に示す模式図である。 半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。 図３のステップａ２に係る接触抵抗の測定方法を説明するためのフローチャートである。 各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。 各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。 半導体素子１の電気特性を測定するための測定回路を示す回路図である。 本発明の実施の第２形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置４２の構成を簡略化して示す回路図である。 半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。 各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。 各リード端子３，４とコンタクトピン１１〜１４との間の接触抵抗ｒ１〜ｒ４を測定するための測定回路を示す回路図である。 図８のステップｃ４における計測条件の補正を説明するための回路図である。 図８のステップｃ４における計測条件の補正を説明するための回路図である。 Ｎ回目の補正のための計測回路を示す回路図である。 本発明の実施の第３形態である測定方法によって半導体素子１の電気特性を測定する測定装置６２の構成を簡略化して示す回路図である。 接触抵抗ｒ２による電圧降下ΔＶと定電圧源４６の出力電圧ＶＮＦとの関係を示す図である。 半導体素子の電気特性の測定方法を説明するためのフローチャートである。 測定装置６２の構成を簡略化して示す模式図である。

符号の説明

１ 半導体素子
２，４２，６２ 測定装置
３ 第１のリード端子
４ 第２のリード端子
６ 定電流源
７ 直流電圧計
８，４８ リレー回路
９，４９ 制御部
１１ 第１コンタクトピン
１２ 第２コンタクトピン
１３ 第３コンタクトピン
１４ 第４コンタクトピン
４６ 定電圧源
４７ 直流電流計
７５ ワイピング手段

Claims (4)

1. 半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定する接触抵抗の測定方法であって、
   第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させておき、
   第１および第３接触子間の抵抗、第１および第４接触子間の抵抗、第２および第３接触子間の抵抗ならびに第２および第４接触子間の抵抗のうちから選んだ３つについてそれぞれ計測するとともに、第１および第２接触子間の抵抗ならびに第３および第４接触子間の抵抗についてそれぞれ計測し、
   前記計測によって得られた各接触子間の抵抗に基づいて、各リード端子と接触子との間の接触抵抗を算出することを特徴とする接触抵抗の測定方法。
2. 半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
   第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
   請求項１記載の接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定するとともに、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測し、
   前記半導体素子の電気特性の計測によって得られた半導体素子の電気特性を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法。
3. 半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
   第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
   請求項１記載の接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定し、
   半導体素子の電気特性を計測するときの計測条件を、前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗に基づいて補正し、
   補正した計測条件で、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法。
4. 半導体素子に設けられる複数のリード端子に接触子をそれぞれ接触させて、前記接触子を介して半導体素子の電気特性を測定する半導体素子の電気特性の測定方法であって、
   第１のリード端子に第１および第２接触子を接触させるとともに、第２のリード端子に第３および第４接触子を接触させ、
   請求項１記載の接触抵抗の測定方法によって各リード端子と接触子との間の接触抵抗を測定し、
   前記各リード端子と接触子との間の接触抵抗の測定によって得られた各接触抵抗が予め定める許容範囲内であるか否かを判定し、
   許容範囲内であるときは、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測し、許容範囲内でないときは、各リード端子または各接触子に超音波振動を与えた後、接触子を介して半導体素子の電気特性を計測することを特徴とする半導体素子の電気特性の測定方法。

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