JP2007322205A - 信頼性試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被試験対象である半導体素子が複数あり、温度依存性を有する現象の試験を行う場合の試験時間を短くすることが可能な信頼性試験装置を実現する。
【解決手段】半導体素子を試験する信頼性試験装置において、被試験対象である複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された複数のセンサ部と、複数のセンサ部からの信号を受信する温度測定部と、複数の半導体素子が置かれる恒温槽と、複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された温度調整部と、温度測定部から送信される温度データに基づいて複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出すると共にこれらの中の最大値が試験規格温度の最大値になるように恒温槽の設定温度を制御しそれぞれのジャンクション温度が試験規格温度の最大値になるように温度調整部を制御する演算制御部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子を試験する信頼性試験装置に関し、特に被試験対象である半導体素子が複数あり、温度依存性を有する現象の試験を行う場合に試験時間を短くすることが可能な信頼性試験装置に関する。

従来の信頼性試験装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平５−０６７６６４号公報 特開２００１−３１３３２０号公報 特開２００３−１６８７０９号公報

図３はこのような従来の信頼性試験装置の一例を示す構成ブロック図である。図３において１は温度を測定する温度測定部、２及び３は温度センサを有するセンサ部、４は恒温槽、５はパソコン及び直流電源等を有する演算制御部である。温度測定部１、センサ部２、センサ部３、恒温槽４及び演算制御部５は信頼性試験装置５０を構成している。

また、１００及び１０１は被測定対象である半導体素子であり、恒温槽４の中に置かれる。半導体素子１００はセンサ部２を内蔵し、半導体素子１０１はセンサ部３を内蔵する。

温度測定部１は電流源”ＩＳ０１”、電流源”ＩＳ０２”、電圧計”ＶＭ０１”及び電圧計”ＶＭ０２”を有している。また、センサ部２はトランジスタ”ＴＲ０１”を有し、センサ部３はトランジスタ”ＴＲ０２”を有している。演算制御部５は直流電源”ＰＳ０１”を有している。

温度測定部１の電流源”ＩＳ０１”の一端は温度測定部１の電圧計”ＶＭ０１”の一端、センサ部２のトランジスタ”ＴＲ０１”のコレクタ端子及びベース端子にそれぞれ接続され、温度測定部１の電流源”ＩＳ０１”の他端は接地される。また、温度測定部１の電圧計”ＶＭ０１”の他端及びセンサ部２のトランジスタ”ＴＲ０１”のエミッタ端子はそれぞれ接地される。

温度測定部１の電流源”ＩＳ０２”の一端は温度測定部１の電圧計”ＶＭ０２”の一端、センサ部３のトランジスタ”ＴＲ０２”のコレクタ端子及びベース端子にそれぞれ接続され、温度測定部１の電流源”ＩＳ０２”の他端は接地される。また、温度測定部１の電圧計”ＶＭ０２”の他端及びセンサ部３のトランジスタ”ＴＲ０２”のエミッタ端子はそれぞれ接地される。

温度測定部１の温度データ出力端子は演算制御部５の温度データ入力端子に接続され、演算制御部５の制御信号出力端子は恒温槽４の制御信号入力端子に接続される。また、演算制御部５の直流電源”ＰＳ０１”の一端は半導体素子１００及び半導体素子１０１の電源端子にそれぞれ接続され、演算制御部５の直流電源”ＰＳ０１”の他端は接地される。

ここで、図３に示す従来例の動作を図４を用いて説明する。図４は信頼性試験を行う時の演算制御部５の動作を示すフロー図である。

図４中”Ｓ００１”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、直流電源”ＰＳ０１”を制御して半導体素子１００及び半導体素子１０１に電圧を印加し、図４中”Ｓ００２”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、恒温槽４内の温度、すなわち、半導体素子１００及び半導体素子１０１の周囲温度”Ｔ_ａ１”が一定になるまで待つ。

図４中”Ｓ００３”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、温度測定部１を制御して半導体素子１００及び半導体素子１０１のジャンクション温度を測定する。

半導体素子１００のジャンクション温度を測定する場合には、演算制御部５は温度測定部１を制御して電流源”ＩＳ０１”からセンサ部２のトランジスタ”ＴＲ０１”へ電流を流す。この電流によりセンサ部２のトランジスタ”ＴＲ０１”のベース−エミッタ間にはベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ１”が発生するので、演算制御部５は温度測定部１を制御して電圧計”ＶＭ０１”でこの電圧を測定し、温度データとして受信する。

センサ部２のトランジスタ”ＴＲ０１”のベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ１”は周囲温度、すなわち、半導体素子１００の温度に比例するので、演算制御部５は受信した温度データに基づいて半導体素子１００のジャンクション温度を算出することができる。

同様に、半導体素子１０１のジャンクション温度を測定する場合には、演算制御部５は温度測定部１を制御して電流源”ＩＳ０２”からセンサ部３のトランジスタ”ＴＲ０２”へ電流を流す。この電流によりセンサ部３のトランジスタ”ＴＲ０２”のベース−エミッタ間にはベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ２”が発生するので、演算制御部５は温度測定部１を制御して電圧計”ＶＭ０２”でこの電圧を測定し、温度データとして受信する。

センサ部３のトランジスタ”ＴＲ０２”のベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ２”は周囲温度、すなわち、半導体素子１０１の温度に比例するので、演算制御部５は受信した温度データに基づいて半導体素子１０１のジャンクション温度を算出することができる。

そして、演算制御部５は半導体素子１００、若しくは、半導体素子１０１のジャンクション温度の高い方をジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”とする。また、演算制御部５には半導体素子１００及び半導体素子１０１のジャンクション温度の絶対最大定格である試験規格温度の最大値”Ｔ_{ＪＭＡＸ１}”及び試験時間が予め設定されている。

図４中”Ｓ００４”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ１}”を超えていないか否かを判断し、もし、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ１}”を超えていない場合には、図４中”Ｓ００５”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、恒温槽４の温度を上げ、図４中”Ｓ００２”へ戻る。

一方、図４中”Ｓ００４”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ１}”を超えていないか否かを判断し、もし、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ１}”に到達した場合には、信頼性試験装置５０の演算制御部５は、恒温槽４の温度をそのままに保つようにして図４中”Ｓ００６”へ進む。

最後に、図４中”Ｓ００６”において信頼性試験装置５０の演算制御部５は、試験終了時間が来たか否かを判断し、もし、試験終了時間が来た場合には、信頼性試験装置５０の演算制御部５は、恒温槽４を停止して試験を終了する。

このように、被試験対象である半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最大値まで上げて行う試験には、半導体集積回路の金属配線のエレクトロマイグレーションの試験がある。

エレクトロマイグレーションとは、金属配線にある一定以上の電流を流し続けた場合に金属中の金属原子が電子との衝突により移動する現象であり、周囲温度が高いほど顕著に現れる。エレクトロマイグレーションにより、半導体集積回路の金属配線の断線不良等が発生する。

この結果、温度依存性があり、高い温度ほど現象が発生しやすい試験、例えば、エレクトロマイグレーションの試験の場合は、被試験対象である半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最大値まで上げて試験を行うことにより、現象を発生しやすくできるので、加速して試験をすることが可能になる。

しかし、図３に示す従来例では、被試験対象である半導体素子の消費電力のばらつきや熱抵抗のばらつき（恒温槽４内の温度分布／風量の分布、各半導体素子に取り付けられた放熱板の向き等）により、ジャンクション温度がばらつくという問題点があった。

また、エレクトロマイグレーションのように高い温度ほど現象が発生しやすい試験において、被試験対象である半導体素子が複数ある場合には、各半導体素子のジャンクション温度の中の最小値”Ｔ_{ｊｍｉｎ１}”を基準に試験時間が決められる。すなわち、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍｉｎ１}”が低い場合には試験時間が長くなり、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍｉｎ１}”が高い場合には試験時間が短くなる。

そのため、ジャンクション温度のばらつきが大きく、最大値”Ｔ_{ｊｍａｘ１}”と最小値”Ｔ_{ｊｍｉｎ１}”の差が大きい時は、最小値”Ｔ_{ｊｍｉｎ１}”が低いので、試験時間が長くなるという問題点があった。

従って本発明が解決しようとする課題は、被試験対象である半導体素子が複数あり、温度依存性を有する現象の試験を行う場合の試験時間を短くすることが可能な信頼性試験装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
半導体素子を試験する信頼性試験装置において、
被試験対象である複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された複数のセンサ部と、これら複数のセンサ部からの信号を受信する温度測定部と、前記複数の半導体素子が置かれる恒温槽と、前記複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された温度調整部と、前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出すると共にこれらの中の最大値が試験規格温度の最大値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最大値になるように前記温度調整部を制御する演算制御部とを備えたことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の信頼性試験装置において、
前記演算制御部が、
前記複数の半導体素子に電圧を印加し、ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、これらジャンクション温度の中の最大値が前記試験規格温度の最大値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し、ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最大値になるように前記温度調整部を制御することにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

請求項３記載の発明は、
半導体素子を試験する信頼性試験装置において、
被試験対象である複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された複数のセンサ部と、これら複数のセンサ部からの信号を受信する温度測定部と、前記複数の半導体素子が置かれる恒温槽と、前記複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された温度調整部と、前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出すると共にこれらの中の最小値が試験規格温度の最小値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最小値になるように前記温度調整部を制御する演算制御部とを備えたことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最小値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

請求項４記載の発明は、
請求項３記載の信頼性試験装置において、
前記演算制御部が、
前記複数の半導体素子に電圧を印加し、ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、これらジャンクション温度の中の最小値が前記試験規格温度の最小値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し、ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最小値になるように前記温度調整部を制御することにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最小値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項４記載の信頼性試験装置において、
前記複数のセンサ部が、
前記複数の半導体素子の外部に取り付けられたことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値、若しくは、最小値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

請求項６記載の発明は、
請求項１乃至請求項５記載の信頼性試験装置において、
前記複数の温度調整部が、
前記複数の半導体素子の外部に取り付けられたことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値、若しくは、最小値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，３，４，５及び請求項６の発明によれば、被試験対象である複数の半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最大値、若しくは、最小値までそれぞれ合わせ込むことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値、若しくは、最小値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る信頼性試験装置の一実施例を示す構成ブロック図である。

図１において６は温度を測定する温度測定部、７及び８は温度センサを有するセンサ部、９は恒温槽、１０はパソコン、直流電源及び発振器等を有する演算制御部、１１及び１２は温度を調整する温度調整部である。温度測定部６、センサ部７、センサ部８、恒温槽９、演算制御部１０、温度調整部１１及び温度調整部１２は信頼性試験装置５１を構成している。

また、１０２及び１０３は被測定対象である半導体素子であり、恒温槽９の中に置かれる。半導体素子１０２はセンサ部７及び温度調整部１１を内蔵し、半導体素子１０３はセンサ部８及び温度調整部１２を内蔵する。

温度測定部６は電流源”ＩＳ０３”、電流源”ＩＳ０４”、電圧計”ＶＭ０３”及び電圧計”ＶＭ０４”を有している。また、センサ部７はトランジスタ”ＴＲ０３”を有し、センサ部８はトランジスタ”ＴＲ０４”を有している。演算制御部１０は直流電源”ＰＳ０２”、発振器”ＯＳ０１”及び発振器”ＯＳ０２”を有している。

温度測定部６の電流源”ＩＳ０３”の一端は温度測定部６の電圧計”ＶＭ０３”の一端、センサ部７のトランジスタ”ＴＲ０３”のコレクタ端子及びベース端子にそれぞれ接続され、温度測定部６の電流源”ＩＳ０３”の他端は接地される。また、温度測定部６の電圧計”ＶＭ０３”の他端及びセンサ部７のトランジスタ”ＴＲ０３”のエミッタ端子はそれぞれ接地される。

温度測定部６の電流源”ＩＳ０４”の一端は温度測定部６の電圧計”ＶＭ０４”の一端、センサ部８のトランジスタ”ＴＲ０４”のコレクタ端子及びベース端子にそれぞれ接続され、温度測定部６の電流源”ＩＳ０４”の他端は接地される。また、温度測定部６の電圧計”ＶＭ０４”の他端及びセンサ部８のトランジスタ”ＴＲ０４”のエミッタ端子はそれぞれ接地される。

温度測定部６の温度データ出力端子は演算制御部１０の温度データ入力端子に接続され、演算制御部１０の制御信号出力端子は恒温槽９の制御信号入力端子に接続される。また、演算制御部１０の直流電源”ＰＳ０２”の一端は半導体素子１０２及び半導体素子１０３の電源端子にそれぞれ接続され、演算制御部１０の直流電源”ＰＳ０２”の他端は接地される。

演算制御部１０の発振器”ＯＳ０１”の出力端子は温度調整部１１の入力端子に接続され、演算制御部１０の発振器”ＯＳ０２”の出力端子は温度調整部１２の入力端子に接続される。

ここで、図１に示す実施例の動作を図２を用いて説明する。図２は信頼性試験を行う時の演算制御部１０の動作を示すフロー図である。

図２中”Ｓ１０１”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、直流電源”ＰＳ０２”を制御して半導体素子１０２及び半導体素子１０３に電圧を印加し、図２中”Ｓ１０２”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、恒温槽９内の温度、すなわち、半導体素子１０２及び半導体素子１０３の周囲温度”Ｔ_ａ２”が一定になるまで待つ。

図２中”Ｓ１０３”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、温度測定部６を制御して半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度を測定する。

半導体素子１０２のジャンクション温度を測定する場合には、演算制御部１０は温度測定部６を制御して電流源”ＩＳ０３”からセンサ部７のトランジスタ”ＴＲ０３”へ電流を流す。この電流によりセンサ部７のトランジスタ”ＴＲ０３”のベース−エミッタ間にはベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ３”が発生するので、演算制御部１０は温度測定部６を制御して電圧計”ＶＭ０３”でこの電圧を測定し、温度データとして受信する。

センサ部７のトランジスタ”ＴＲ０３”のベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ３”は周囲温度、すなわち、半導体素子１０２の温度に比例するので、演算制御部１０は受信した温度データに基づいて半導体素子１０２のジャンクション温度を算出することができる。

同様に、半導体素子１０３のジャンクション温度を測定する場合には、演算制御部１０は温度測定部６を制御して電流源”ＩＳ０４”からセンサ部８のトランジスタ”ＴＲ０４”へ電流を流す。この電流によりセンサ部８のトランジスタ”ＴＲ０４”のベース−エミッタ間にはベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ４”が発生するので、演算制御部１０は温度測定部６を制御して電圧計”ＶＭ０４”でこの電圧を測定し、温度データとして受信する。

センサ部８のトランジスタ”ＴＲ０４”のベース−エミッタ間電圧”Ｖ_ｂｅ４”は周囲温度、すなわち、半導体素子１０３の温度に比例するので、演算制御部１０は受信した温度データに基づいて半導体素子１０３のジャンクション温度を算出することができる。

そして、演算制御部１０は半導体素子１０２、若しくは、半導体素子１０３のジャンクション温度の高い方をジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ２}”とする。また、演算制御部１０には半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度の絶対最大定格である試験規格温度の最大値”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”が予め設定されている。

図２中”Ｓ１０４”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ２}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”を超えていないか否かを判断し、もし、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ２}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”を超えていない場合には、図２中”Ｓ１０５”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、恒温槽９の温度を上げ、図２中”Ｓ１０２”へ戻る。

一方、図２中”Ｓ１０４”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ２}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”を超えていないか否かを判断し、もし、ジャンクション温度”Ｔ_{ｊｍａｘ２}”が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達した場合には、信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、恒温槽９の温度をそのままに保つようにして図２中”Ｓ１０６”へ進む。

図２中”Ｓ１０６”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、恒温槽９内の温度、すなわち、半導体素子１０２及び半導体素子１０３の周囲温度”Ｔ_ａ２”が一定になるまで待ち、図２中”Ｓ１０７”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、前述のように温度測定部６を制御して半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度を測定する。

図２中”Ｓ１０８”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達しているか否かを判断し、もし、”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達していない場合には、図２中”Ｓ１０９”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、温度調整部１１、若しくは、温度調整部１２を制御してジャンクション温度を調整する。

温度調整部１１及び温度調整部１２は、入力端子に入力されるクロックの周波数に依存して発熱し、温度が上昇する回路を有している。

例えば、半導体素子１０２のジャンクション温度が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達していない場合には、演算制御部１０は、温度調整部１１に入力されるクロック信号の周波数を上げるように発振器”ＯＳ０１”を制御する。そして、温度調整部１１の温度が上昇し、半導体素子１０２が温められるので、半導体素子１０２のジャンクション温度も上昇する。

同様に、半導体素子１０３のジャンクション温度が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達していない場合には、演算制御部１０は、温度調整部１２に入力されるクロック信号の周波数を上げるように発振器”ＯＳ０２”を制御する。そして、温度調整部１２の温度が上昇し、半導体素子１０３が温められるので、半導体素子１０３のジャンクション温度も上昇する。

信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、図２中”Ｓ１０６”から”Ｓ１０９”の処理を繰り返し、半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度を試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に合わせ込む。

一方、図２中”Ｓ１０８”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、半導体素子１０２及び半導体素子１０３のジャンクション温度が試験規格温度の最大値である”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達しているか否かを判断し、もし、”Ｔ_{ＪＭＡＸ２}”に到達している場合には、図２中”Ｓ１１０”に進む。

最後に、図２中”Ｓ１１０”において信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、試験終了時間が来たか否かを判断し、もし、試験終了時間が来た場合には、信頼性試験装置５１の演算制御部１０は、恒温槽９を停止して試験を終了する。

この結果、温度依存性があり、高い温度ほど現象が発生しやすい試験、例えば、エレクトロマイグレーションの試験の場合は、被試験対象である複数の半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最大値までそれぞれ合わせ込むことにより、半導体素子のジャンクション温度のばらつきを抑えると共に試験規格温度の最大値となる温度で試験することができるので、試験時間を短くすることが可能になる。

なお、図１に示す実施例において被試験対象である半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最大値になるようにしているが、実施する試験内容によっては、半導体素子のジャンクション温度を試験規格温度の最小値になるようにする。

この場合の試験の例として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにおけるホットキャリア劣化の試験がある。このホットキャリア劣化現象は、ＭＯＳトランジスタのドレイン端において増大した電界により高エネルギーの電子及び正孔（以下、ホットキャリアと呼ぶ。）が発生し、このホットキャリアがゲート酸化膜中に注入され、ゲート酸化膜の特性を劣化させる現象である。

このホットキャリア劣化現象は低温になるほど劣化現象が顕著に現れるので、温度を加速して試験を行う場合は、温度を下げる方向で行う。

また、図１に示す実施例において被試験対象である半導体素子が２個として説明しているが、必ずしも２個に限定されるものでは無く、複数あればよい。

また、図１に示す実施例においてセンサ部が被試験対象である半導体素子に内蔵されているが、必ずしも内蔵される必要は無く、半導体素子の外部に取り付けてもよい。具体的には、熱電対及びサーミスタ等を取り付ける。この場合、温度測定部６は電流源及び電圧計の替わりに温度測定に対応したレコーダ等を用いる。

同様に、図１に示す実施例において温度調整部が被試験対象である半導体素子に内蔵されているが、必ずしも内蔵される必要は無く、半導体素子の外部に取り付けてもよい。具体的には、ヒータ及びペルチェ素子等を取り付ける。この場合、演算制御部１０は発振器の替わりに電流源、若しくは、電圧源で制御する。

ＭＯＳトランジスタにおけるホットキャリア劣化の試験のように周囲温度を下げる場合はペルチェ素子が適している。

本発明に係る信頼性試験装置の一実施例を示す構成ブロック図である。 信頼性試験を行う時の演算制御部の動作を示すフロー図である。 従来の信頼性試験装置の一例を示す構成ブロック図である。 信頼性試験を行う時の演算制御部の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１，６ 温度測定部
２，３，７，８ センサ部
４，９ 恒温槽
５，１０ 演算制御部
１１，１２ 温度調整部
５０，５１ 信頼性試験装置
１００，１０１，１０２，１０３ 半導体素子

Claims (6)

1. 半導体素子を試験する信頼性試験装置において、
   被試験対象である複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された複数のセンサ部と、
   これら複数のセンサ部からの信号を受信する温度測定部と、
   前記複数の半導体素子が置かれる恒温槽と、
   前記複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された温度調整部と、
   前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出すると共にこれらの中の最大値が試験規格温度の最大値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最大値になるように前記温度調整部を制御する演算制御部と
   を備えたことを特徴とする信頼性試験装置。
2. 前記演算制御部が、
   前記複数の半導体素子に電圧を印加し、
   ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、
   これらジャンクション温度の中の最大値が前記試験規格温度の最大値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し、
   ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、
   前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最大値になるように前記温度調整部を制御することを特徴とする
   請求項１記載の信頼性試験装置。
3. 半導体素子を試験する信頼性試験装置において、
   被試験対象である複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された複数のセンサ部と、
   これら複数のセンサ部からの信号を受信する温度測定部と、
   前記複数の半導体素子が置かれる恒温槽と、
   前記複数の半導体素子にそれぞれ内蔵された温度調整部と、
   前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出すると共にこれらの中の最小値が試験規格温度の最小値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最小値になるように前記温度調整部を制御する演算制御部と
   を備えたことを特徴とする信頼性試験装置。
4. 前記演算制御部が、
   前記複数の半導体素子に電圧を印加し、
   ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、
   これらジャンクション温度の中の最小値が前記試験規格温度の最小値になるように前記恒温槽の設定温度を制御し、
   ある時間経過後に前記温度測定部から送信される温度データに基づいて前記複数の半導体素子のそれぞれのジャンクション温度を算出し、
   前記それぞれのジャンクション温度が前記試験規格温度の最小値になるように前記温度調整部を制御することを特徴とする
   請求項３記載の信頼性試験装置。
5. 前記複数のセンサ部が、
   前記複数の半導体素子の外部に取り付けられたことを特徴とする
   請求項１乃至請求項４記載の信頼性試験装置。
6. 前記複数の温度調整部が、
   前記複数の半導体素子の外部に取り付けられたことを特徴とする
   請求項１乃至請求項５記載の信頼性試験装置。
   

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