JP2012198127A - Inspection circuit for semiconductor device, inspection method for semiconductor device, and semiconductor device inspected by the inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスの検査回路、半導体デバイスの検査方法、及び、その検査方法により検査された半導体デバイスに関する。 The present invention relates to a semiconductor device inspection circuit, a semiconductor device inspection method, and a semiconductor device inspected by the inspection method.
高電圧用のMOSFETとして、複数のセルトランジスタから構成されたMOSFETが知られている。このMOSFETにおいて、各セルトランジスタは、ポリシリコンからなるゲートを有している。複数のポリシリコンはストライプ状に並んでおり、それらの端部はゲートフィンガーに接続されている。このような構造により、これら複数のポリシリコンはMOSFETのゲート電極(絶縁ゲート)を構成している。 As a high-voltage MOSFET, a MOSFET composed of a plurality of cell transistors is known. In this MOSFET, each cell transistor has a gate made of polysilicon. The plurality of polysilicons are arranged in stripes, and their ends are connected to the gate fingers. With such a structure, the plurality of polysilicons constitute the gate electrode (insulated gate) of the MOSFET.
ところで、上記MOSFETの製造工程において、ポリシリコンを形成する際のプロセスばらつき等により、ゲート電極を構成している一部のポリシリコンの抵抗値が高くなり、それによりMOSFETのゲート抵抗が高くなる場合がある。このようなゲート抵抗が高いMOSFETは、インバータ等のスイッチング素子として用いられてスイッチング動作した時に、ゲート・ソース間電圧が略ゼロであってドレイン・ソース間電圧が印加されている条件でドレイン電流が流れてしまう。以下、この条件で流れるドレイン電流をIDテール電流と称する。このIDテール電流が流れると、温度が上昇してMOSFETが熱暴走するという問題がある。 By the way, in the manufacturing process of the MOSFET, when the resistance value of a part of the polysilicon constituting the gate electrode is increased due to process variations when forming the polysilicon, the MOSFET gate resistance is increased. There is. Such a MOSFET having a high gate resistance is used as a switching element such as an inverter, and when the switching operation is performed, the drain current is reduced under the condition that the gate-source voltage is substantially zero and the drain-source voltage is applied. It will flow. Hereinafter, the drain current flowing under this condition is referred to as an ID tail current. When this ID tail current flows, there is a problem that the temperature rises and the MOSFET is thermally runaway.
そこで、このようなゲート抵抗が高くIDテール電流が流れるMOSFETを、検査工程などにおいて選別する必要がある。その選別方法として、例えば、LCRメータを用いてゲート抵抗を測定して、ゲート抵抗が一定値以上のMOSFETを不良とする方法がある。また、例えば、ΔVth測定装置を用いてΔVthを測定して、ΔVthが一定値以上のMOSFETを不良とする方法もある。ΔVthとは、所定の負電圧をゲート・ソース間に印加する前後のMOSFETの閾値Vthの差である。このΔVthが一定値以上のMOSFETは、上記IDテール電流が流れる可能性がある。 Therefore, it is necessary to select such a MOSFET having a high gate resistance and an ID tail current in an inspection process or the like. As the selection method, for example, there is a method in which a gate resistance is measured using an LCR meter, and a MOSFET having a gate resistance of a certain value or more is regarded as defective. Further, for example, there is a method in which ΔVth is measured using a ΔVth measuring device, and a MOSFET having ΔVth of a certain value or more is determined to be defective. ΔVth is the difference between the threshold voltage Vth of the MOSFET before and after applying a predetermined negative voltage between the gate and the source. There is a possibility that the ID tail current flows in the MOSFET in which ΔVth is a certain value or more.
なお、上記LCRメータとして、例えば、特許文献1に記載されているものが知られている。 As the LCR meter, for example, one described in Patent Document 1 is known.
しかしながら、上述したLCRメータやΔVth測定装置は高価であるという問題がある。
そこで、本発明は、半導体デバイスを安価に選別できる半導体デバイスの検査回路、半導体デバイスの検査方法、及び、その検査方法により検査された半導体デバイスを提供することを目的とする。
However, there is a problem that the above-described LCR meter and ΔVth measuring device are expensive.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device inspection circuit capable of selecting semiconductor devices at low cost, a semiconductor device inspection method, and a semiconductor device inspected by the inspection method.
本発明の一態様に係る実施例に従った半導体デバイスの検査回路は、
絶縁ゲートと第1端子と第2端子とを有し、前記絶縁ゲートと前記第1端子との間の電圧に応じて前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を制御する半導体デバイスの検査回路であって、
前記半導体デバイスがオン状態になるように前記絶縁ゲートと前記第1端子と前記第2端子とに電圧を加えた後、前記第1端子と前記第2端子との間に電圧を加えた状態で前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡する制御部と、
前記第1端子と前記第2端子との間の電圧または電流を測定する測定部と、
前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡した後に前記測定部で測定された電圧または電流に基づいて、前記半導体デバイスの良否を判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする。
An inspection circuit for a semiconductor device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A semiconductor having an insulated gate, a first terminal, and a second terminal, and controlling a current flowing between the first terminal and the second terminal according to a voltage between the insulated gate and the first terminal A device inspection circuit,
In a state where a voltage is applied between the first terminal and the second terminal after applying a voltage to the insulated gate, the first terminal, and the second terminal so that the semiconductor device is turned on. A controller for short-circuiting the first terminal and the insulated gate;
A measuring unit for measuring a voltage or current between the first terminal and the second terminal;
And a determination unit that determines whether the semiconductor device is good or not based on a voltage or current measured by the measurement unit after short-circuiting the first terminal and the insulated gate.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記判定部は、前記測定部で測定された電圧が電圧判定値より低い場合、または、前記測定部で測定された電流が電流判定値より大きい場合、前記半導体デバイスを不良と判定してもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The determination unit may determine that the semiconductor device is defective when the voltage measured by the measurement unit is lower than a voltage determination value or when the current measured by the measurement unit is larger than a current determination value. .
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記制御部は、
第1電源と前記第1端子との間に接続される第1スイッチと、
第2電源と前記絶縁ゲートとの間に接続される第2スイッチと、
第3電源と前記第2端子との間に接続される第3スイッチと、
前記絶縁ゲートと前記第1端子とを短絡するか否か切り替える第4スイッチと、
前記第1から第4スイッチを制御するスイッチ制御部と、を有し、
前記スイッチ制御部は、前記第1から第3スイッチをオン、且つ、前記第4スイッチをオフに制御することで前記半導体デバイスをオン状態にして、前記第2スイッチをオフ、且つ、前記第4スイッチをオンに制御することで前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡してもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The controller is
A first switch connected between a first power source and the first terminal;
A second switch connected between a second power source and the insulated gate;
A third switch connected between a third power source and the second terminal;
A fourth switch for switching whether to short-circuit the insulated gate and the first terminal;
A switch control unit for controlling the first to fourth switches,
The switch control unit turns on the semiconductor device by turning on the first to third switches and turning off the fourth switch, turns off the second switch, and turns on the fourth switch. The first terminal and the insulated gate may be short-circuited by controlling the switch to be on.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記制御部は、
前記第2スイッチに直列接続された第1抵抗と、
前記第3スイッチに直列接続された第2抵抗と、をさらに有してもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The controller is
A first resistor connected in series to the second switch;
And a second resistor connected in series to the third switch.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記スイッチ制御部は、前記第4スイッチを、所定の短絡時間だけオンに制御した後オフに制御して、
前記短絡時間は、前記第4スイッチがオフに制御された後の前記第1端子と前記絶縁ゲートの電圧が等しくなるように設定されていてもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The switch control unit controls the fourth switch to off after controlling the fourth switch for a predetermined short-circuit time,
The short-circuiting time may be set so that a voltage of the first terminal and the insulated gate after the fourth switch is controlled to be off is equal.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記判定部は、前記第4スイッチがオフに制御された後に前記測定部で測定された電圧または電流に基づいて、前記半導体デバイスの良否を判定してもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The determination unit may determine pass / fail of the semiconductor device based on a voltage or current measured by the measurement unit after the fourth switch is controlled to be turned off.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記半導体デバイスはMOSFETであり、前記第1端子はソースであり、前記第2端子はドレインであってもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The semiconductor device may be a MOSFET, the first terminal may be a source, and the second terminal may be a drain.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記MOSFETの前記絶縁ゲートは、ストライプ状に並んだ複数のゲートから構成されていてもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The insulated gate of the MOSFET may be composed of a plurality of gates arranged in stripes.
前記半導体デバイスの検査回路において、
前記半導体デバイスは絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、前記第1端子はエミッタであり、前記第2端子はコレクタであってもよい。
In the inspection circuit of the semiconductor device,
The semiconductor device may be an insulated gate bipolar transistor, the first terminal may be an emitter, and the second terminal may be a collector.
本発明の一態様に係る実施例に従った半導体デバイスの検査方法は、
絶縁ゲートと第1端子と第2端子とを有し、前記絶縁ゲートと前記第1端子との間の電圧に応じて前記第1端子と前記第2端子との間に流れる電流を制御する半導体デバイスの検査方法であって、
前記半導体デバイスがオン状態になるように、前記絶縁ゲートと前記第1端子と前記第2端子とに電圧を加える第1のステップと、
前記第1のステップの後、前記第1端子と前記第2端子との間に電圧を加えた状態で前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡する第2のステップと、
前記第2のステップの後、前記第1端子と前記第2端子との間の電圧または電流を測定する第3のステップと、
前記第3のステップで測定された電圧または電流に基づいて、前記半導体デバイスの良否を判定する第4のステップと、を含む
ことを特徴とする。
A method for inspecting a semiconductor device according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A semiconductor having an insulated gate, a first terminal, and a second terminal, and controlling a current flowing between the first terminal and the second terminal according to a voltage between the insulated gate and the first terminal A device inspection method,
A first step of applying a voltage to the insulated gate, the first terminal, and the second terminal so that the semiconductor device is turned on;
After the first step, a second step of short-circuiting the first terminal and the insulated gate with a voltage applied between the first terminal and the second terminal;
After the second step, a third step of measuring a voltage or current between the first terminal and the second terminal;
And a fourth step of determining pass / fail of the semiconductor device based on the voltage or current measured in the third step.
前記半導体デバイスの検査方法において、
前記第4のステップにおいて、測定された電圧が電圧判定値より低い場合、または、測定された電流が電流判定値より大きい場合、前記半導体デバイスを不良と判定してもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
In the fourth step, when the measured voltage is lower than the voltage determination value, or when the measured current is larger than the current determination value, the semiconductor device may be determined as defective.
前記半導体デバイスの検査方法において、
第1抵抗を介して前記絶縁ゲートに電圧を加えて、第2抵抗を介して前記第2端子に電圧を加えてもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
A voltage may be applied to the insulated gate via a first resistor, and a voltage may be applied to the second terminal via a second resistor.
前記半導体デバイスの検査方法において、
前記第2のステップにおいて、前記第1端子と前記絶縁ゲートとを所定の短絡時間だけ短絡した後に解放して、
前記短絡時間は、解放された後の前記第1端子と前記絶縁ゲートの電圧が等しくなるように設定されていてもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
In the second step, the first terminal and the insulated gate are released after being short-circuited for a predetermined short-circuit time,
The short-circuiting time may be set so that the voltages of the first terminal and the insulated gate after being released are equal.
前記半導体デバイスの検査方法において、
前記半導体デバイスはMOSFETであり、前記第1端子はソースであり、前記第2端子はドレインであってもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
The semiconductor device may be a MOSFET, the first terminal may be a source, and the second terminal may be a drain.
前記半導体デバイスの検査方法において、
前記MOSFETの前記絶縁ゲートは、ストライプ状に並んだ複数のゲートから構成されていてもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
The insulated gate of the MOSFET may be composed of a plurality of gates arranged in stripes.
前記半導体デバイスの検査方法において、
前記半導体デバイスは絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、前記第1端子はエミッタであり、前記第2端子はコレクタであってもよい。
In the inspection method of the semiconductor device,
The semiconductor device may be an insulated gate bipolar transistor, the first terminal may be an emitter, and the second terminal may be a collector.
本発明の一態様に係る実施例に従った半導体デバイスは、前記半導体デバイスの検査方法により検査された半導体デバイスである。 A semiconductor device according to an embodiment of the present invention is a semiconductor device inspected by the semiconductor device inspection method.
本発明の一態様に係る半導体デバイスの検査回路によれば、半導体デバイスがオン状態になるように絶縁ゲートと第1端子と第2端子とに電圧を加えた後、第1端子と第2端子との間に電圧を加えた状態で第1端子と絶縁ゲートを短絡して、その後に測定部で測定された電圧または電流に基づいて半導体デバイスの良否を判定するようにしている。このようにすると、第1端子と絶縁ゲートとを短絡した後、絶縁ゲートのゲート抵抗が高い半導体デバイスには、ゲート抵抗が低い半導体デバイスより長い時間電流が流れる。よって、測定された電圧または電流に基づいて、ゲート抵抗が高い半導体デバイスを選別できる。このように、回路構成及び制御が簡単なため、半導体デバイスを安価に選別できる。 According to the inspection circuit for a semiconductor device according to one aspect of the present invention, after applying a voltage to the insulated gate, the first terminal, and the second terminal so that the semiconductor device is turned on, the first terminal and the second terminal The first terminal and the insulated gate are short-circuited in a state where a voltage is applied between and the semiconductor device, and then the quality of the semiconductor device is determined based on the voltage or current measured by the measurement unit. In this case, after the first terminal and the insulated gate are short-circuited, a current flows for a longer time in the semiconductor device having a high gate resistance than the semiconductor device having a low gate resistance. Therefore, a semiconductor device having a high gate resistance can be selected based on the measured voltage or current. Thus, since the circuit configuration and control are simple, semiconductor devices can be selected at low cost.
本発明の実施例の説明に先立ち、検査対象としてのN型MOSFET100について、図3から図5を参照して説明する。
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an N-
図3は、N型MOSFET100の一部分の平面図である。N型MOSFET100は、高電圧用のMOSFETであり、ストライプ状に並んだ複数のセルトランジスタ101から構成されている。隣接する2つのセルトランジスタ101,101は、ポリシリコンからなる1つのゲート102を共有している。複数のゲート102はストライプ状に並んでおり、それらの長手方向の両端部は、それぞれ対応するゲートフィンガー103に接続されている。このような構造により、互いに接続された複数のゲート102は、N型MOSFET100の絶縁ゲートGを構成している。
FIG. 3 is a plan view of a part of the N-
図4は、図3中のIV−IV線に沿った断面図である。図4(a)は良品のN型MOSFET100におけるゲート抵抗が低い2つのセルトランジスタ101,101の構造を示す。図4(b)は不良品のN型MOSFET100におけるゲート抵抗が高い2つのセルトランジスタ101A,101Aの構造を示す。良品と不良品では、ゲート102の構造が異なる。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 4A shows the structure of two
図4(a)に示すように、良品のN型MOSFET100は、N型のゲート102と、ドレインに接続されたN型領域103と、チャネル領域としてのP型のウェル104,104と、N型のソース領域105,105と、ゲート酸化膜106と、を備える。
As shown in FIG. 4A, a non-defective N-
N型領域103の表面領域には、所定の距離だけ離間して2つのウェル104,104が形成されている。各々のウェル104,104の表面領域には、ソース領域105が形成されている。2つのソース領域105,105で挟まれたウェル104とN型領域103とウェル104の上方に、一方のソース領域105の端部から、他方のソース領域105の端部まで、ゲート酸化膜106が形成されている。ゲート酸化膜106上にゲート102が形成されている。ゲート102は、P型のポリシリコンへリンをイオン注入して低抵抗のN型のポリシリコンにすることで形成されている。
Two
図4(b)に示すように、不良品のN型MOSFET100では、ゲート102Aの構造が図4(a)のゲート102と異なる。他の構造は、図4(a)と同様である。つまり、プロセスばらつき等の影響により、ゲート102Aは、その上部がN型領域102aになり、その下部がP型領域102bになっている。この構造により、セルトランジスタ101Aのゲート抵抗はセルトランジスタ101のゲート抵抗より高くなっている。この構造は、製造工程におけるP型のポリシリコンへのリンの拡散不足により形成されると考えられる。
As shown in FIG. 4B, in the defective N-
このようなゲート抵抗が高いセルトランジスタ101Aを少なくとも一部に有するN型MOSFET100は、絶縁ゲートGのゲート抵抗が高くなる。
In the N-
図5は、インバータ回路のスイッチング素子として用いられたN型MOSFET100の各端子の信号を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing signals at respective terminals of the N-
図5(a)は、良品のN型MOSFET100におけるゲート・ソース間電圧VGS、ドレイン・ソース間電圧VDSおよびドレイン電流IDの時間変化を示す図である。図5(b)は、図5(a)の一部を拡大した図である。良品のN型MOSFET100では、時刻taにてゲート・ソース間電圧VGSが略0Vになり、ドレイン・ソース間電圧VDSが400Vになった後、ドレイン電流IDはすぐにゼロに近づく。
FIG. 5A is a diagram showing temporal changes in the gate-source voltage VGS, the drain-source voltage VDS, and the drain current ID in the non-defective N-
図5(c)は、不良品のN型MOSFET100におけるゲート・ソース間電圧VGS、ドレイン・ソース間電圧VDSおよびドレイン電流IDの時間変化を示す図である。図5(d)は、図5(c)の一部を拡大した図である。図5(c)は図5(a)と同一のスケールであり、図5(d)は図5(b)と同一のスケールである。不良品のN型MOSFET100では、時刻taにてゲート・ソース間電圧VGSが略0Vになり、ドレイン・ソース間電圧VDSが400Vになった後、ドレイン電流IDが流れてしまう(IDテール電流)。
FIG. 5C is a diagram showing temporal changes in the gate-source voltage VGS, the drain-source voltage VDS, and the drain current ID in the defective N-
このような現象を踏まえて実験を繰り返した結果、発明者は、N型MOSFET100単独で電気的特性を観測すると、良品と不良品の間に以下の特性差が存在する事を独自に知得した。
As a result of repeating the experiment based on such a phenomenon, the inventors independently learned that the following characteristic difference exists between a non-defective product and a defective product when observing the electrical characteristics of the N-
即ち、良品のN型MOSFET100と比較して、不良品のN型MOSFET100では、オンさせた状態から絶縁ゲートGとソースSとを短絡してオフさせた時に、ゲート抵抗が高いセルトランジスタ101Aに蓄積されたゲート・ソース間の電荷が、ゲート抵抗が低い他の良品のセルトランジスタ101に放電されるため、オフになる(ドレイン電流IDがゼロになる)までの時間が遅くなりドレイン・ソース間電圧VDSの変化に違いがあることを、独自に知得した。
本発明者は、上述した独自の知得に基づいて本発明をなすに至った。
That is, as compared with the non-defective N-
The present inventor has made the present invention based on the above-mentioned unique knowledge.
以下、本発明に係る一実施例について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る半導体デバイスの検査回路50の回路図である。図1に示すように、検査回路50は、制御部10と、測定部20と、判定部30と、を備える。
FIG. 1 is a circuit diagram of a
本実施例では、検査回路50が検査対象とする半導体デバイスは、絶縁ゲートGと、ソース(第1端子)Sと、ドレイン(第2端子)Dとを有し、絶縁ゲートGとソースSとの間の電圧に応じてソースSとドレインDとの間に流れる電流を制御するN型MOSFET100である。N型MOSFET100は、パッケージされていても良く、パッケージされていなくても良い。N型MOSFET100の絶縁ゲートG、ソースS及びドレインDは、それぞれ、検査回路50のゲート接続端子GT、ソース接続端子ST及びドレイン接続端子DTに接続される。
In the present embodiment, the semiconductor device to be inspected by the
制御部10は、ゲート接続端子GT、ソース接続端子ST及びドレイン接続端子DTを介してN型MOSFET100の各端子に加える電圧を制御する。
The
測定部20は、N型MOSFET100のソースSとドレインDとの間のドレイン・ソース間電圧VDSを測定する。
The measuring
判定部30は、所定のタイミングに測定部20で測定されたドレイン・ソース間電圧VDSに基づいて、MOSFET100の良否を判定する。
The
制御部10は、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、第3スイッチSW3と、第4スイッチSW4と、第5スイッチSW5と、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、スイッチ制御部11と、を有する。第4スイッチSW4として、本実施例ではN型MOSFETが用いられる。
The
第1スイッチSW1は、第1電源P1(例えば電圧0V)とソース接続端子ST(つまりN型MOSFET100のソースS)との間に接続されている。 The first switch SW1 is connected between the first power supply P1 (for example, voltage 0V) and the source connection terminal ST (that is, the source S of the N-type MOSFET 100).
第1抵抗R1と、第2スイッチSW2と、第5スイッチSW5は、第2電源P2(例えば電圧15V)とゲート接続端子GT(つまりN型MOSFET100の絶縁ゲートG)との間に、この順番で直列接続されている。
The first resistor R1, the second switch SW2, and the fifth switch SW5 are arranged in this order between the second power source P2 (for example,
第2抵抗R2と第3スイッチSW3は、第3電源P3(例えば電圧10V)とドレイン接続端子DT(つまりN型MOSFET100のドレインD)との間に、この順番で直列接続されている。
The second resistor R2 and the third switch SW3 are connected in series in this order between the third power supply P3 (for example,
第4スイッチSW4は、ドレインが第2スイッチSW2と第5スイッチSW5との接続点に接続され、ソースが第1電源P1に接続されている。第4スイッチSW4は、N型MOSFET100の絶縁ゲートGとソースSとを短絡するか否か切り替える。
The fourth switch SW4 has a drain connected to a connection point between the second switch SW2 and the fifth switch SW5, and a source connected to the first power supply P1. The fourth switch SW4 switches whether to short-circuit the insulated gate G and the source S of the N-
スイッチ制御部11は、第1スイッチSW1から第5スイッチSW5をオンまたはオフに制御する。第1スイッチSW1と第3スイッチSW3は、同時に制御される。スイッチ制御部11は、短絡信号を第4スイッチSW4のゲートに供給する。
The
次に、図2を参照して検査回路50の動作(即ち半導体デバイスの検査方法)を説明する。 Next, the operation of the inspection circuit 50 (that is, the semiconductor device inspection method) will be described with reference to FIG.
図2は、本発明の実施例1に係る半導体デバイスの検査回路50のタイミング図である。以下に例示する電圧や時間は本実施例において適切な値であり、N型MOSFET100の品種が変わった場合、他の適切な値に設定すればよい。
FIG. 2 is a timing chart of the semiconductor
初期状態では、第1から第5スイッチSW1〜SW5はオフしている。従って、N型MOSFET100のゲート・ソース間電圧VGSは約0Vである。そのため、N型MOSFET100はオフ状態である。
In the initial state, the first to fifth switches SW1 to SW5 are off. Therefore, the gate-source voltage VGS of the N-
まず、時刻t1において、制御部10は、N型MOSFET100がオン状態になるように絶縁ゲートGとソースSとドレインDとに電圧を加える。つまり、スイッチ制御部11は、第1から第3スイッチSW1〜SW3と第5スイッチSW5をオン、且つ、第4スイッチSW4をオフに制御することでN型MOSFET100をオン状態にする。このとき、ゲート・ソース間電圧VGSは約15Vになる。また、ドレイン電流IDが流れることにより、第2抵抗R2の電圧降下で、ドレイン・ソース間電圧VDSは約1Vになる。このとき、ドレイン・ソース間電圧VDSが所定の電圧より高い場合、N型MOSFET100を不良と判定して、以下の測定は行わない。
First, at time t1, the
この後、時刻t2において、制御部10は、ソースSとドレインDとの間に電圧を加えた状態でソースSと絶縁ゲートGを短絡する。つまり、スイッチ制御部11は、第2スイッチSW2をオフに制御すると共に、短絡信号をオンにして第4スイッチSW4をオンに制御する。これにより、スイッチ制御部11は、第1スイッチSW1、第4スイッチSW4および第5スイッチSW5を介して、ソースSと絶縁ゲートGを短絡する。これにより、ゲート・ソース間電圧VGSは約0Vになる。また、これにより、時刻t2以降、ドレイン電流IDが減少していくので、ドレイン・ソース間電圧VDSは1Vから上昇していく。
Thereafter, at time t <b> 2, the
次に、時刻t3において、スイッチ制御部11は、短絡信号をオフにする。つまり、スイッチ制御部11は、第4スイッチSW4を、所定の短絡時間(時刻t3−時刻t2)だけオンに制御した後オフに制御する。短絡時間は、第4スイッチSW4がオフに制御された(時刻t3)後のソースSと絶縁ゲートGの電圧が略等しくなるように設定されている。短絡時間は、例えば、約1.2μsである。
Next, at time t3, the
次に、時刻t4(時刻t3から時間td後)において、判定部30は、第4スイッチSW4がオフに制御された後に測定部20で測定されたドレイン・ソース間電圧VDSに基づいて、N型MOSFET100の良否を判定する。具体的には、判定部30は、測定部20で測定されたドレイン・ソース間電圧VDSが電圧判定値LLより低い場合(特性B)、N型MOSFET100を不良と判定し、ドレイン・ソース間電圧VDSが電圧判定値LL以上である場合(特性A)、良と判定する。
Next, at time t4 (after time t3 from time t3), the
以上で説明した様に、本実施例によれば、N型MOSFET100がオン状態になるように絶縁ゲートGとソースSとドレインDとに電圧を加えた(時刻t1)後、ソースSとドレインDとの間に電圧を加えた状態でソースSと絶縁ゲートGを短絡するようにしている(時刻t2)。そして、その後(時刻t4)に測定部20で測定されたドレイン・ソース電圧VDSに基づいて、N型MOSFET100の良否を判定するようにしている。このようにすると、ソースSと絶縁ゲートGとを短絡した後、絶縁ゲートGのゲート抵抗が高いN型MOSFET100(不良)には、ゲート抵抗が低いN型MOSFET100(良)より長い時間ドレイン電流が流れる。よって、測定されたドレイン・ソース電圧VDSに基づいて、ゲート抵抗が高いN型MOSFET100を選別できる。
As described above, according to the present embodiment, after applying voltage to the insulating gate G, the source S, and the drain D so that the N-
このように、本実施例の検査回路50は、回路構成及び制御が簡単なため、N型MOSFET100を安価に選別できる。
As described above, the
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。以下に、変形の一例について説明する。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, a concrete structure is not limited to the said Example, A various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention. Below, an example of a deformation | transformation is demonstrated.
(検査対象)
上記実施例1では、図3,4に示す構造を有するN型MOSFET100を検査する一例について説明したが、N型MOSFET100の構造はこれに限られない。また、N型MOSFET100に替えて、P型MOSFETを検査することもできる。
(Inspection target)
In the first embodiment, an example of inspecting the N-
また、N型MOSFET100に替えて、絶縁ゲートと、エミッタ(第1端子)と、コレクタ(第2端子)とを有し、絶縁ゲートとエミッタとの間の電圧に応じてエミッタとコレクタとの間に流れる電流を制御する絶縁ゲートバイポーラトランジスタを検査することもできる。
Further, in place of the N-
即ち、検査回路50は、絶縁ゲートのゲート抵抗が高いことに起因して、インバータ等のスイッチング素子として用いられてスイッチング動作した時にIDテール電流が流れる半導体デバイスであれば、有効に選別できる。
In other words, the
(測定部)
測定部20は、N型MOSFET100のソースSとドレインDとの間のドレイン電流IDを測定しても良い。この場合、判定部30は、第1の実施例と同一のタイミングで、測定部20で測定された電流が電流判定値より大きい場合、N型MOSFET100を不良と判定すればよい。
(Measurement part)
The
10 制御部
11 スイッチ制御部
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
SW3 第3スイッチ
SW4 第4スイッチ
SW5 第5スイッチ
R1 第1抵抗
R2 第2抵抗
20 測定部
30 判定部
50 検査回路
100 N型MOSFET
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記半導体デバイスがオン状態になるように前記絶縁ゲートと前記第1端子と前記第2端子とに電圧を加えた後、前記第1端子と前記第2端子との間に電圧を加えた状態で前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡する制御部と、
前記第1端子と前記第2端子との間の電圧または電流を測定する測定部と、
前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡した後に前記測定部で測定された電圧または電流に基づいて、前記半導体デバイスの良否を判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする半導体デバイスの検査回路。 A semiconductor having an insulated gate, a first terminal, and a second terminal, and controlling a current flowing between the first terminal and the second terminal according to a voltage between the insulated gate and the first terminal A device inspection circuit,
In a state where a voltage is applied between the first terminal and the second terminal after applying a voltage to the insulated gate, the first terminal, and the second terminal so that the semiconductor device is turned on. A controller for short-circuiting the first terminal and the insulated gate;
A measuring unit for measuring a voltage or current between the first terminal and the second terminal;
A determination unit for determining whether or not the semiconductor device is good based on a voltage or a current measured by the measurement unit after the first terminal and the insulated gate are short-circuited. .
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの検査回路。 The determination unit determines that the semiconductor device is defective when a voltage measured by the measurement unit is lower than a voltage determination value or when a current measured by the measurement unit is larger than a current determination value. An inspection circuit for a semiconductor device according to claim 1.
第1電源と前記第1端子との間に接続される第1スイッチと、
第2電源と前記絶縁ゲートとの間に接続される第2スイッチと、
第3電源と前記第2端子との間に接続される第3スイッチと、
前記絶縁ゲートと前記第1端子とを短絡するか否か切り替える第4スイッチと、
前記第1から第4スイッチを制御するスイッチ制御部と、を有し、
前記スイッチ制御部は、前記第1から第3スイッチをオン、且つ、前記第4スイッチをオフに制御することで前記半導体デバイスをオン状態にして、前記第2スイッチをオフ、且つ、前記第4スイッチをオンに制御することで前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体デバイスの検査回路。 The controller is
A first switch connected between a first power source and the first terminal;
A second switch connected between a second power source and the insulated gate;
A third switch connected between a third power source and the second terminal;
A fourth switch for switching whether to short-circuit the insulated gate and the first terminal;
A switch control unit for controlling the first to fourth switches,
The switch control unit turns on the semiconductor device by turning on the first to third switches and turning off the fourth switch, turns off the second switch, and turns on the fourth switch. The semiconductor device inspection circuit according to claim 1, wherein the first terminal and the insulated gate are short-circuited by controlling a switch to be turned on.
前記第2スイッチに直列接続された第1抵抗と、
前記第3スイッチに直列接続された第2抵抗と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体デバイスの検査回路。 The controller is
A first resistor connected in series to the second switch;
The semiconductor device inspection circuit according to claim 3, further comprising: a second resistor connected in series to the third switch.
前記短絡時間は、前記第4スイッチがオフに制御された後の前記第1端子と前記絶縁ゲートの電圧が等しくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項3または請求項4の何れかに記載の半導体デバイスの検査回路。 The switch control unit controls the fourth switch to off after controlling the fourth switch for a predetermined short-circuit time,
The short circuit time is set so that the voltage of the first terminal and the insulated gate after the fourth switch is controlled to be off is equal to each other. An inspection circuit for a semiconductor device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体デバイスの検査回路。 The semiconductor device according to claim 5, wherein the determination unit determines whether or not the semiconductor device is good based on a voltage or a current measured by the measurement unit after the fourth switch is controlled to be turned off. Device inspection circuit.
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の半導体デバイスの検査回路。 The semiconductor device inspection circuit according to claim 1, wherein the semiconductor device is a MOSFET, the first terminal is a source, and the second terminal is a drain.
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体デバイスの検査回路。 The semiconductor device inspection circuit according to claim 7, wherein the insulated gate of the MOSFET includes a plurality of gates arranged in a stripe pattern.
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載の半導体デバイスの検査回路。 7. The semiconductor device inspection according to claim 1, wherein the semiconductor device is an insulated gate bipolar transistor, the first terminal is an emitter, and the second terminal is a collector. circuit.
前記半導体デバイスがオン状態になるように、前記絶縁ゲートと前記第1端子と前記第2端子とに電圧を加える第1のステップと、
前記第1のステップの後、前記第1端子と前記第2端子との間に電圧を加えた状態で前記第1端子と前記絶縁ゲートを短絡する第2のステップと、
前記第2のステップの後、前記第1端子と前記第2端子との間の電圧または電流を測定する第3のステップと、
前記第3のステップで測定された電圧または電流に基づいて、前記半導体デバイスの良否を判定する第4のステップと、を含む
ことを特徴とする半導体デバイスの検査方法。 A semiconductor having an insulated gate, a first terminal, and a second terminal, and controlling a current flowing between the first terminal and the second terminal according to a voltage between the insulated gate and the first terminal A device inspection method,
A first step of applying a voltage to the insulated gate, the first terminal, and the second terminal so that the semiconductor device is turned on;
After the first step, a second step of short-circuiting the first terminal and the insulated gate with a voltage applied between the first terminal and the second terminal;
After the second step, a third step of measuring a voltage or current between the first terminal and the second terminal;
And a fourth step of determining the quality of the semiconductor device based on the voltage or current measured in the third step. A method for inspecting a semiconductor device, comprising:
ことを特徴とする請求項10に記載の半導体デバイスの検査方法。 The said 4th step WHEREIN: When the measured voltage is lower than a voltage determination value, or when the measured electric current is larger than a current determination value, the said semiconductor device is determined to be a defect. The inspection method of the semiconductor device as described.
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の半導体デバイスの検査方法。 The method for inspecting a semiconductor device according to claim 10, wherein a voltage is applied to the insulated gate through a first resistor, and a voltage is applied to the second terminal through a second resistor.
前記短絡時間は、解放された後の前記第1端子と前記絶縁ゲートの電圧が等しくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項10から請求項12の何れかに記載の半導体デバイスの検査方法。 In the second step, the first terminal and the insulated gate are released after being short-circuited for a predetermined short-circuit time,
13. The semiconductor device according to claim 10, wherein the short-circuiting time is set so that voltages of the first terminal and the insulated gate after being released are equal to each other. Inspection method.
ことを特徴とする請求項10から請求項13の何れかに記載の半導体デバイスの検査方法。 The semiconductor device inspection method according to claim 10, wherein the semiconductor device is a MOSFET, the first terminal is a source, and the second terminal is a drain.
ことを特徴とする請求項14に記載の半導体デバイスの検査方法。 The semiconductor device inspection method according to claim 14, wherein the insulated gate of the MOSFET includes a plurality of gates arranged in a stripe pattern.
ことを特徴とする請求項10から請求項13の何れかに記載の半導体デバイスの検査方法。 The semiconductor device inspection according to claim 10, wherein the semiconductor device is an insulated gate bipolar transistor, the first terminal is an emitter, and the second terminal is a collector. Method.
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