JP2020046300A - 半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象の半導体装置の損傷を抑制することで、検査装置への影響を抑制した半導体装置の検査装置を提供する。【解決手段】検査対象である半導体装置に主電流を流す電源と、電源と半導体装置との間に接続された負荷と、半導体装置と並列に接続されたバイパススイッチと、を備え、バイパススイッチは、半導体装置をターンオフする前にオンされ、試験に直接関係のない主電流を流すように制御される。【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の検査装置に関し、特に、検査対象の半導体装置の損傷を抑制した検査装置に関する。

従来の半導体装置の検査装置では、不良発生時に被検体である半導体装置の損傷を伴う動特性試験が行われる。被検体である半導体装置の損傷を伴う動特性試験には、例えば、スイッチング試験、ＲＢＳＯＡ（Reverse Biased Safe Operating Area）試験、誘導性アバランシェ試験、負荷短絡試験、ゲート電荷測定試験などが挙げられる。

特許文献１には、電源と、インダクタと、ダイオードと、試験対象の半導体素子への電流の流入を遮断するための遮断用素子を備えた検査装置が開示されている。遮断用素子は、半導体素子のターンオフに起因して半導体素子に印加される電圧がサージ電圧まで上昇した後、安定するタイミングより先に半導体素子への電流の流入の遮断を開始し、そのタイミング以降に遮断を完了することで、半導体素子が損傷した場合でも、半導体素子の損傷の進行を抑制することで、検査装置の損傷を抑制することが図られている。

特開２０１５−１９０９２３号公報

半導体装置の検査においては、耐量が不足する半導体装置は必ず損傷する。損傷により、半導体装置の耐量が不足する要因を探る物理解析および電気特性検査などができなくなるという問題がある。

また、半導体装置が損傷すると、検査治具などの検査装置の損傷を及ぼしてしまう可能性が少なからずある。その結果、半導体装置が損傷するたびに、検査装置への影響を確認し、検査装置の修理および交換が必要になるなどの問題が生じ得る。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、検査対象の半導体装置の損傷を抑制することで、検査装置への影響を抑制した半導体装置の検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置の検査装置は、検査対象である半導体装置に主電流を流す電源と、前記電源と前記半導体装置との間に接続された負荷と、前記半導体装置と並列に接続されたバイパススイッチと、を備え、前記バイパススイッチは、前記負荷を用いた前記半導体装置の検査の終了後、前記半導体装置をターンオフする前にオンされ、前記主電流を前記バイパススイッチに流すように制御される。

本発明に係る半導体装置の検査装置によれば、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する場合であっても、半導体装置のターンオフ動作での損傷を抑制することで、検査装置への影響を抑制した半導体装置の検査装置を得ることができる。

本発明に係る実施の形態１の半導体装置の検査装置の概略構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の検査装置を用いた検査方法を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の検査装置の概略構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の検査装置を用いた検査方法を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の検査装置を用いた検査方法の変形例を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の検査装置の概略構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の検査装置を用いた検査方法を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の検査装置を用いた検査方法の変形例を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の検査装置の概略構成を示す回路図である。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の検査装置を用いた検査方法を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の検査装置を用いた検査方法の変形例を説明するタイミングチャートである。

以下、本発明に係る実施形態１〜４について図を用いて説明する。なお、以下の各実施形態においては、互いに同一または均等である部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係る実施の形態１の半導体装置の検査装置１（以下、検査装置１）の概略構成を示す回路図である。図１に示すように検査装置１は、電源１０、負荷抵抗２０、被検体である半導体装置３０、バイパススイッチ４０およびゲートドライバ５０を備えている。

半導体装置３０は、ゲートドライバ５０のゲート制御電圧に従ってオン／オフ動作を行うスイッチングデバイスであり、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）などの電圧駆動型のトランジスタが挙げられる。なお、図１は、半導体装置３０がドレイン（Ｄ）、ソース（Ｓ）、ゲート（Ｇ）の３端子を有するＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴとして示しており、パワーＭＯＳＦＥＴに逆並列に接続されたダイオードは、パワーＭＯＳＦＥＴの構造上、ソース（Ｓ）−ドレイン（Ｄ）間に寄生するダイオードであり、パワーＭＯＳＦＥＴおよび寄生ダイオードを半導体装置３０と総称する。

なお、半導体装置３０は、コレクタ（Ｃ）、エミッタ（Ｅ）、ゲート（Ｇ）の３端子を有するＩＧＢＴであっても良く、コレクタ（Ｃ）、エミッタ（Ｅ）、ベース（Ｂ）の３端子を有するバイポーラトランジスタであっても良い。

また、半導体装置３０は、チップ状態であっても良く、ダイシング前のウエハ状態であっても良く、検査装置１は、チップテストにもウエハテストにも使用できるものとする。また、半導体装置３０はＭＯＳＦＥＴおよびＩＧＢＴを内蔵した半導体モジュールまたは半導体パッケージであっても良く、検査装置１はモジュールテストにもパッケージテストにも使用できるものとする。

本明細書では、パワーＭＯＳＦＥＴのドレイン（Ｄ）、ＩＧＢＴのコレクタ（Ｃ）を第１の主電極、パワーＭＯＳＦＥＴのドレイン（Ｄ）電極とソース（Ｓ）電極を主電極と総称し、パワーＭＯＳＦＥＴのゲート（Ｇ）を制御電極と称することもある。

電源１０は、半導体装置３０のドレイン−ソース間（ＤＳ間、主電極間）に直流電圧、例えば３００Ｖを印加する直流電源装置である。

負荷抵抗２０は、例えば１Ωの抵抗値を有し、電源１０と半導体装置３０との間に接続され、負荷抵抗によるスイッチング試験およびゲート電荷測定試験の負荷として使用される。

バイパススイッチ４０は、半導体装置３０と並列に接続され、半導体装置３０に流れる検査に直接関係のない電流を分流するための、バイパス回路を構成するためのスイッチである。

バイパススイッチ４０は、代表的にはパワーＭＯＳＦＥＴおよびＩＧＢＴ等の半導体スイッチングデバイスが挙げられ、半導体装置３０よりも、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が大きいことを特徴とし、また、オン抵抗が小さいスイッチであることが望ましい。なお、バイパススイッチ４０としては、リレースイッチなどの開閉器であっても良いが、リレースイッチを使用する場合は、半導体装置３０よりも、遮断電流能力が大きいことを特徴とし、また、オン抵抗が小さいスイッチであることが望ましい。

ゲートドライバ５０は、半導体装置３０のゲートを制御する制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて半導体装置３０をオン／オフ動作させて種々の検査を行う。なお、種々の検査において各種の電流、電圧等を測定し解析する方法は公知の技術を使用することができ、具体的な測定方法および解析方法の説明は省略し、また測定機器の図示も省略する。

図２は、本実施の形態１の検査装置１を用いた検査方法を実施する場合における、バイパススイッチ４０の制御信号ＳＷ４０、半導体装置３０のゲートに印加されるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄおよび、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗを示すタイミングチャートである。

次に、図２を参照して、負荷抵抗によるゲート電荷測定試験を行う場合および負荷抵抗によるスイッチング試験のターンオン試験を非破壊で行う場合について説明する。なお、先に説明したように、負荷抵抗によるスイッチング試験およびゲート電荷測定試験の解析方法については、公知の技術を使用することができるので、説明は省略する。

図２に示すように、タイミングｔ０においては、半導体装置３０とバイパススイッチ４０が共にオフ状態にある。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０をオフさせる所定の値のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが印加されている。

この場合、半導体装置３０のドレイン−ソース間にはドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして、負荷抵抗２０を介して電源１０の出力電圧が印加され、バイパススイッチ４０にも電源１０の出力電圧が印加されるが、半導体装置３０とバイパススイッチ４０が共にオフ状態にあるので、半導体装置３０およびバイパススイッチ４０のそれぞれには、ドレイン電流Ｉｄおよびバイパス電流Ｉｓｗは流れていない。

その後、タイミングｔ１で、ゲートドライバ５０が、半導体装置３０のターンオンを開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ１から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に上昇させ、ターンオン動作を開始してから所定時間経過後に所定の値となる。

タイミングｔ１で、半導体装置３０のターンオン動作が開始されると、次いで半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がり、安定する。

また、タイミングｔ１で半導体装置３０のターンオン動作が開始されると、半導体装置３０にドレイン電流Ｉｄが流れ始める。半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓに対応したドレイン電流Ｉｄが徐々に増加し、最終的に電源１０の出力電圧と、負荷抵抗２０で概ね決まる電流値となる。

ここで、検査装置１を用いて、負荷抵抗によるゲート電荷測定試験を行う場合および負荷抵抗によるスイッチング試験のターンオン試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオン動作させることによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図２のタイミングｔ１からタイミングｔ２の間における、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。

タイミングｔ２で、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ２で、バイパススイッチ４０をオンにして半導体装置３０に流れていた電流を、バイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗとして分流させることで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

その後、半導体装置３０のオン抵抗とバイパススイッチ４０のオン抵抗に反比例する電流が、それぞれ半導体装置３０とバイパススイッチ４０に分流して流れる。

図２では、バイパススイッチ４０にハイレベル（Ｈ）およびローレベル（Ｌ）の制御信号ＳＷ４０が印加されることによってオン、オフが制御される。図２では、ハイレベルの制御信号ＳＷ４０が印加されることでバイパススイッチ４０がオン制御されることを示している。

タイミングｔ３において、ゲートドライバ５０が半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ３から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

また、タイミングｔ３で半導体装置３０のターンオフ動作が開始されると、次いで半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄがさらに低下し、バイパススイッチ４０に流れる電流Ｉｓｗがさらに増加する。最終的に半導体装置３０に流れる電流は０となり、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗは、電源１０の出力電圧と、負荷抵抗２０と、バイパススイッチ４０のオン抵抗で概ね決まる電流値となる。

この場合、タイミングｔ３で半導体装置３０のターンオフ動作が開始される際には、既にドレイン電流Ｉｄが低下しており、さらに半導体装置３０は、オン状態のバイパススイッチ４０と並列に接続されているため、ターンオフに起因して発生する電圧、すなわちサージ電圧を抑制すると同時に、電力消費を著しく抑制することができる。これにより、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置であっても、ターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

タイミングｔ４では、半導体装置３０はターンオフ動作を完了しているが、タイミングｔ４で、バイパススイッチ４０をオフにするローレベルの制御信号が印加されると、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは減少を始める。同時にバイパススイッチ４０に印加される電圧、すなわち半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが上昇を始める。

所定時間経過後、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流は０となり、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、負荷抵抗２０を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

このように、本実施の形態１の検査装置１を用いて検査を行うことで、半導体装置３０の負荷抵抗によるゲート電荷測定試験および負荷抵抗によるスイッチング試験のターンオン試験を適切に行うことができる。

また、半導体装置３０のＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する場合であっても、半導体装置３０のターンオフ動作に起因して発生する電圧を抑制し、同時に電力消費を著しく抑制することにより、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置であっても、ターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

このため、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置３０の不具合要因を探る物理解析および電気特性検査などが実施可能となる。

また、検査治具などを含む検査装置１は、半導体装置３０が損傷しないため、損傷による影響を受けず、半導体装置３０の損傷の影響による検査装置の健全性の確認をする保全の労力が不要となる。

また、半導体装置３０の損傷の影響による検査装置の修理および交換などの保全費用が抑制されると共に、半導体装置３０の生産性も向上する。

＜実施の形態２＞
図３は、本発明に係る実施の形態２の半導体装置の検査装置１Ａ（以下、検査装置１Ａ）の概略構成を示す回路図である。図３に示すように検査装置１Ａは、電源１０、半導体装置３０、バイパススイッチ４０およびゲートドライバ５０を備えている点では実施の形態１の検査装置１と共通するが、検査装置１Ａでは、負荷抵抗２０の代わりに、誘導負荷としてのインダクタ２１を有し、インダクタ２１と並列に接続されたダイオード２２を有している点で検査装置１と異なっている。

インダクタ２１は、電源１０と半導体装置３０との間に接続されており、誘導負荷試験の負荷として用いられる。ダイオード２２は、インダクタ２１と並列に接続されており、アノードがインダクタ２１の負極側（半導体装置３０のドレイン側）に接続され、カソードがインダクタ２１の正極側（電源１０の正極側）に接続されている。ダイオード２２は、インダクタ２１とループ経路を形成し、還流電流を流す役割を有している。

本実施の形態２の検査装置１Ａは、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験のターンオン試験に対応したものである。その他、バイパススイッチ４０の機能等については実施の形態１の検査装置１と同様であり、説明を省略する。

図４は、本実施の形態２の検査装置１Ａを用いた検査方法を実施する場合における、バイパススイッチ４０の制御信号ＳＷ４０、半導体装置３０のゲートに印加されるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄおよび、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗを示すタイミングチャートである。

次に、図４を参照して、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験のターンオン試験を非破壊で行う場合について説明する。

図４に示すように、実施の形態２の検査装置１Ａを用いた検査を行う場合も、半導体装置３０をターンオフするタイミングは実施の形態１と同じである。しかし、本実施の形態２では、負荷がインダクタ２１を用いた誘導負荷であり、ドレイン電流Ｉｄおよびバイパス電流Ｉｓｗの時間変化において実施の形態１とは異なっている。

すなわち、タイミングｔ１で半導体装置３０のターンオン動作が開始されると、半導体装置３０にドレイン電流Ｉｄが流れ始める。半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓに対応したドレイン電流Ｉｄが徐々に増加し、電源１０の出力電圧と、インダクタ２１のインダクタンスと半導体装置３０の飽和電圧で概ね決まる電流の傾きで時間とともに電流が増加する。

そして、タイミングｔ２で、バイパススイッチ４０をオンにして半導体装置３０に流れていた電流を、バイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗとして分流させることで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

その後、半導体装置３０のオン抵抗とバイパススイッチ４０のオン抵抗に反比例する電流が、それぞれ半導体装置３０とバイパススイッチ４０に分流して流れる。

タイミングｔ３において、ゲートドライバ５０が半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ３から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

また、タイミングｔ３で半導体装置３０のターンオフ動作が開始されると、次いで半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄがさらに低下し、バイパススイッチ４０に流れる電流Ｉｓｗがさらに増加する。最終的に半導体装置３０に流れる電流は０となり、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗは、電源１０の出力電圧と、インダクタ２１のインダクタンスと、タイミングｔ１からの経過時間で概ね決まる電流値となる。

この場合、タイミングｔ３で半導体装置３０のターンオフ動作が開始される際には、既にドレイン電流Ｉｄが低下しており、さらに半導体装置３０は、オン状態のバイパススイッチ４０と並列に接続されているため、ターンオフに起因して発生する電圧、すなわちサージ電圧を抑制すると同時に、電力消費を著しく抑制することができる。これにより、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置であっても、ターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

タイミングｔ４では、半導体装置３０はターンオフ動作を完了している。タイミングｔ４で、バイパススイッチ４０をオフにするローレベルの制御信号が印加されると、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは減少を始める。同時にバイパススイッチ４０に印加される電圧、すなわち半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが上昇を始める。

所定時間経過後、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流は０となり、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧が印加された状態となる。

このように、本実施の形態２の検査装置１Ａを用いて検査を行うことで、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験のターンオン試験を適切に行うことができ、また、半導体装置３０のＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する場合であっても、半導体装置３０のターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

なお、ダイオード２２は、インダクタ２１とループ経路を形成し、還流電流を流すもののとして説明したが、還流電流を利用しないのであれば、ダイオード２２を設けずとも、インダクタ２１のみで誘導負荷による各種の試験は可能である。

＜変形例＞
次に、図５に示すタイミングチャートを用いて、図３に示す検査装置１Ａを用いた検査方法の変形例について説明する。

図５に示すようにタイミングｔ１１まではバイパススイッチ４０はオン状態にあり、半導体装置３０はオフ状態になっている。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０がオフさせる所定の値のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが印加されている。この場合、半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、バイパススイッチ４０がオン状態のため、バイパススイッチの電気特性で決定する飽和電圧（ほぼ０Ｖ）となっている。また、バイパススイッチ４０にはインダクタ２１を介してバイパス電流Ｉｓｗが流れ徐々に増加しているが、半導体装置３０にはドレイン電流Ｉｄは流れていない。

タイミングｔ１１において、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが所定の値に達すると、バイパススイッチ４０をオフにする制御信号ＳＷ４０を印加して、バイパススイッチ４０はオフ動作を開始する。

これによりバイパススイッチ４０に印加されていた電圧が半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加され、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが上昇を始める。所定時間経過後、バイパススイッチ４０は完全にオフ状態となり、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

同時にバイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは減少を始め、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流し始める。その後バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは０となり、電流経路は完全にループ経路に切り替わる。この時点までは、半導体装置３０には電流は流れていない。従って、検査に直接関係のない電流による無駄な自己発熱は起きていない。

次にタイミングｔ１２において、半導体装置３０のターンオンが開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がる。

また、タイミングｔ１２で半導体装置３０のターンオンが開始されると、還流電流の経路が切り替えられて半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなり、その後は、徐々にドレイン電流Ｉｄは増加する。

すなわち、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れている状態で、半導体装置３０をターンオンさせると、還流電流は、電源１０とインダクタ２１と半導体装置３０で形成される還流ループに流れるように切り替わる。この切り替わりのタイミングで、ダイオード２２のカソードからアノードに急峻なリカバリー電流が流れ、半導体装置３０に印加されることでドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなる。

ここで、検査装置１Ａを用いて、誘導負荷におけるゲート電荷測定試験を行う場合および誘導負荷におけるスイッチング試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオンが開始されたことによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図５のタイミングｔ１２からタイミングｔ１３の間に示す、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。特に、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流しておき、それを半導体装置３０のターンオンに合わせて半導体装置３０に流すことで、急峻なドレイン電流Ｉｄを得ることができるので、ターンオン試験に適した条件を与えることができる。

タイミングｔ１３で、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ１３で、バイパススイッチ４０をオンにして半導体装置３０に流れていた電流を、バイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗとして分流させることで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

その後、半導体装置３０のオン抵抗とバイパススイッチ４０のオン抵抗に反比例する電流が、それぞれ半導体装置３０とバイパススイッチ４０に分流して流れる。

タイミングｔ１４において、ゲートドライバ５０が半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ１４から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

この場合、タイミングｔ１４で半導体装置３０のターンオフ動作が開始される際には、既にドレイン電流Ｉｄが低下しており、さらに半導体装置３０は、オン状態のバイパススイッチ４０と並列に接続されているため、ターンオフに起因して発生する電圧、すなわちサージ電圧を抑制すると同時に、電力消費を著しく抑制することができる。これにより、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置であっても、ターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

タイミングｔ１５では、半導体装置３０はターンオフ動作を完了しているが、タイミングｔ１５で、バイパススイッチ４０をオフにするローレベルの制御信号が印加されると、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは減少を始める。同時にバイパススイッチ４０に印加される電圧、すなわち半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが上昇を始める。

所定時間経過後、バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流は０となり、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

このように、本実施の形態２の検査装置１Ａを用いた検査方法の変形例を用いることで、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験のターンオン試験を適切に行うことができる。

また、半導体装置３０のＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する場合であっても、半導体装置３０のターンオフ動作に起因して発生する電圧を抑制し、同時に電力消費を著しく抑制することにより、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置であっても、ターンオフ動作での損傷を抑制することができる。

また、検査に直接必要のない電流を半導体装置３０に流さないため、試験条件および半導体装置３０の電気特性に起因する半導体装置３０の自己発熱を抑制でき、安定した測定が可能となる。

＜実施の形態３＞
図６は、本発明に係る実施の形態３の半導体装置の検査装置１Ｂ（以下、検査装置１Ｂ）の概略構成を示す回路図である。図６に示すように検査装置１Ｂは、電源１０、インダクタ２１、ダイオード２２、半導体装置３０、バイパススイッチ４０およびゲートドライバ５０を備えている点では実施の形態２の検査装置１Ａと共通するが、検査装置１Ｂでは、試験電流、すなわち半導体装置３０の主電流を流す経路に設けられた遮断スイッチ６０を有している点で検査装置１Ａと異なっている。

遮断スイッチ６０は、例えば、電源１０の正極とインダクタ２１の正極（ダイオード２２のカソード）との間に接続されており、検査に直接関係のない電流をスイッチング制御する。遮断スイッチ６０は、代表的にはパワーＭＯＳＦＥＴおよびＩＧＢＴ等の半導体スイッチングデバイスが挙げられ、半導体装置３０よりも、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が大きく、かつ、通電能力が大きいスイッチであることを特徴とする。なお、遮断スイッチ６０としては、リレースイッチなどの開閉器であっても良いが、リレースイッチを使用する場合は、半導体装置３０よりも、遮断電流能力が大きく、かつ、通電能力が大きいスイッチであることを特徴とする。

なお、遮断スイッチ６０を設ける位置は電源１０の正極とインダクタ２１の正極との間に限定されず試験電流を流す経路、すなわち、半導体装置３０の主電流が流れる経路であれば良い。

本実施の形態３の検査装置１Ｂは、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験に対応したものである。その他、バイパススイッチ４０の機能等については実施の形態２の検査装置１Ａと同様であり、説明を省略する。

図７は、本実施の形態３の検査装置１Ｂを用いた検査方法を実施する場合における、遮断スイッチ６０の制御信号ＳＷ６０、バイパススイッチ４０の制御信号ＳＷ４０、半導体装置３０のゲートに印加されるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄおよび、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗを示すタイミングチャートである。

次に、図７を参照して、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験を非破壊で行う場合について説明する。

図７に示すように、実施の形態３の検査装置１Ｂを用いた検査を行う場合、予め、タイミングｔ１０より前にバイパススイッチ４０をオンして、検査に直接関係のない電流をバイパススイッチ４０に流して、その後オフすることでインダクタ２１に所定のエネルギーを溜めて、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れているようにする。

インダクタ２１に所定のエネルギーを溜めて、インダクタ２１とダイオード２２で構成するループ経路に還流電流を流している状態を作り、その状態で半導体装置３０をターンオンさせることで、半導体装置３０を含むループ経路に電流の流れを切り替え、所定の試験電流を半導体装置３０に流すことで、半導体装置３０の試験を行う。

なお、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れているか否かに関わらず、遮断スイッチ６０がオン状態で、バイパススイッチ４０がオフ状態であると、電源１０の出力電圧が半導体装置３０のドレイン−ソース間にドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加される。

タイミングｔ１０までは、遮断スイッチ６０はオン状態にあり、半導体装置３０とバイパススイッチ４０はオフ状態にある。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０をオフさせる所定の値のＶｇｓ電圧が印加されている。

この場合、半導体装置３０のドレイン−ソース間にはドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧が印加され、バイパススイッチ４０にも電源１０の出力電圧が印加されるが、半導体装置３０とバイパススイッチ４０が共にオフ状態にあるので、半導体装置３０およびバイパススイッチ４０のそれぞれには、ドレイン電流Ｉｄおよびバイパス電流Ｉｓｗは流れていない。

タイミングｔ１０において、バイパススイッチ４０をオンするように制御信号ＳＷ４０を印加し、バイパススイッチ４０のオン動作が開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的にバイパススイッチ４０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がり、安定する。

また、タイミングｔ１０でバイパススイッチ４０のオン動作が開始されると、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れている状態から、電源１０、遮断スイッチ６０、インダクタ２１およびバイパススイッチ４０で形成される閉回路に還流電流の経路が切り替わる。この切り替わりのタイミングで、ダイオード２２のカソードからアノードに急峻なリカバリー電流が流れ、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが急峻に大きくなる。その後、バイパス電流Ｉｓｗは徐々に増加する。

タイミングｔ１１で、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが所定の値に達すると、バイパススイッチ４０をオフにする制御信号ＳＷ４０を印加して、バイパススイッチ４０はオフ動作を開始する。

これによりバイパススイッチ４０に印加されていた電圧、すなわち半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが上昇を始める。所定時間経過後、バイパススイッチ４０は完全にオフ状態となり、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

同時にバイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは減少を始め、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流し始める。その後バイパススイッチ４０に流れていたバイパス電流Ｉｓｗは０となり、電流経路は完全にループ経路に切り替わる。この時点までは、半導体装置３０には電流は流れていない。従って、検査に直接関係のない電流による無駄な自己発熱は起きていない。

次にタイミングｔ１２において、半導体装置３０のターンオンが開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がる。

また、タイミングｔ１２で半導体装置３０のターンオンが開始されると、還流電流の経路が切り替えられて半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなり、その後は、徐々にドレイン電流Ｉｄは増加する。

ここで、検査装置１Ｂを用いて、誘導負荷におけるゲート電荷測定試験を行う場合および誘導負荷におけるスイッチング試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオンが開始されたことによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図７のタイミングｔ１２からタイミングｔ１３の間に示す、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。

特に、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流しておき、それを半導体装置３０のターンオンに合わせて半導体装置３０に流すことで、急峻なドレイン電流Ｉｄを得ることができるので、ターンオン試験に適した条件を与えることができる。

タイミングｔ１３において、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ１３で、遮断スイッチ６０をオフにして半導体装置３０に流れていた主電流を遮断することで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

次に、タイミングｔ１４において、バイパススイッチ４０をオン状態にし、タイミングｔ１５において、ゲートドライバ５０が、半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ１４から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

この場合、遮断スイッチ６０はオフ状態であり、半導体装置３０の主電極間に検査に直接関係のないドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは印加されず、検査に直接関係のないドレイン電流Ｉｄが流れることはなく、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置３０であっても損傷は起きない。

また、検査に直接必要のない電流を半導体装置３０に流さないため、試験条件および半導体装置３０の電気特性に起因する半導体装置３０の自己発熱を抑制でき、安定した測定が可能となる。

このように、試験電流を流す経路に遮断スイッチ６０を設け、図７に示す方法で検査を行うことにより、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験を適切に行うことができる。

なお、本実施形態３では、予め、タイミングｔ１０より前にバイパススイッチ４０をオンして、検査に直接関係のない電流をバイパススイッチ４０に流して、その後オフすることでインダクタ２１に所定のエネルギーを溜めて、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れている設定としているが、タイミングｔ１１で初めてループ経路に還流電流が流れるように、バイパススイッチ４０はタイミングｔ１０よりも前からオン状態であっても良い。

この状態で半導体装置３０をターンオンさせることで、電流の流れを、半導体装置３０を含むループ経路に切り替え、所定の試験電流を半導体装置３０に流すことで、半導体装置３０の試験を行うことができることに変わりはない。なお、半導体装置３０をターンオンさせる前であれば、バイパススイッチ４０をスイッチング制御するタイミングはどこでも良く、またスイッチング制御の回数は１回で良い。

また、本実施形態３では、タイミングｔ１４において、バイパススイッチ４０をオン状態にしているが、検査に直接関係しないためバイパススイッチ４０は、オフ状態を継続しても良い。

＜変形例＞
次に、図８に示すタイミングチャートを用いて、図５に示す検査装置１Ｂを用いた検査方法の変形例について説明する。

図８に示すように、予め、タイミングｔ１０より前に遮断スイッチ６０をオンして、検査に直接関係のない電流をバイパススイッチ４０に流して、その後オフすることでインダクタ２１に所定のエネルギーを溜めて、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れているようにする。

また、タイミングｔ１０より前は遮断スイッチ６０と半導体装置３０はオフされている。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０をオフさせる所定の値のＶｇｓ電圧が印加されている。

この場合、遮断スイッチ６０のオン状態、またはオフ状態に関わらず、半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、バイパススイッチ４０はオン状態のため、バイパススイッチ４０の電気特性で決定する飽和電圧（ほぼ０Ｖ）となっている。また、バイパススイッチ４０にはインダクタ２１を介してバイパス電流Ｉｓｗが流れ徐々に増加しているが、半導体装置３０にはドレイン電流Ｉｄは流れていない。

タイミングｔ１０において、遮断スイッチ６０をオンするように制御信号ＳＷ６０を印加し、遮断スイッチ６０のオン動作を開始する。遮断スイッチ６０のオン動作が開始されると、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れている状態から、電源１０、遮断スイッチ６０、インダクタ２１およびバイパススイッチ４０で形成される閉回路に還流電流の経路が切り替わる。この切り替わりのタイミングで、ダイオード２２のカソードからアノードに急峻なリカバリー電流が流れ、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが急峻に大きくなる。その後、バイパス電流Ｉｓｗは徐々に増加する。

タイミングｔ１１で、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが所定の値に達すると、遮断スイッチ６０をオフにする制御信号ＳＷ６０を印加して、遮断スイッチ６０はオフ動作を開始する。遮断スイッチ６０をオフ状態にすると、バイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗは流れなくなり、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れる。

タイミングｔ１２において、バイパススイッチ４０をオフにする制御信号ＳＷ４０を印加してバイパススイッチ４０をオフ状態にする。この時点までは、半導体装置３０には電流は流れていない。従って、検査に直接関係のない電流による無駄な自己発熱は起きていない。また、不要な電圧の印加も起きていない。

タイミングｔ１３において、遮断スイッチ６０をオン状態にすることで、半導体装置３０のドレイン−ソース間には、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

次にタイミングｔ１４において、半導体装置３０のターンオンが開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がる。

また、タイミングｔ１４で半導体装置３０のターンオンが開始されると、還流電流の経路が切り替えられて半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなり、その後は、徐々にドレイン電流Ｉｄは増加する。

ここで、検査装置１Ｂを用いて、誘導負荷におけるゲート電荷測定試験を行う場合および誘導負荷におけるスイッチング試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオンが開始されたことによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図８のタイミングｔ１４からタイミングｔ１５の間に示す、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。特に、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流しておき、それを半導体装置３０のターンオンに合わせて半導体装置３０に流すことで、急峻で所定のドレイン電流Ｉｄを得ることができるので、ターンオン試験に適した条件を与えることができる。

タイミングｔ１５において、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ１５で、遮断スイッチ６０をオフにして半導体装置３０に流れていた主電流を遮断することで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

次に、タイミングｔ１６において、バイパススイッチ４０をオン状態にし、タイミングｔ１７において、ゲートドライバ５０が、半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ１７から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

この場合、遮断スイッチ６０はオフ状態であり、半導体装置３０の主電極間に検査に直接関係のないドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは印加されず、検査に直接関係のないドレイン電流Ｉｄが流れることはなく、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置３０であっても損傷は起きない。

このように、試験電流を流す経路に遮断スイッチ６０を設け、図８に示す方法で検査を行うことにより、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験を適切に行うことができる。

なお、本変形例では、予め、タイミングｔ１０より前に遮断スイッチ６０をオンしておき、その後オフすることでインダクタ２１に所定のエネルギーを溜めて、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れている設定としているが、タイミングｔ１１で初めてループ経路に還流電流が流れるように、遮断スイッチ６０はタイミングｔ１０よりも前からオン状態であっても良い。

この状態で半導体装置３０をターンオンさせることで、電流の流れを、半導体装置３０を含むループ経路に切り替え、所定の試験電流を半導体装置３０に流すことで、半導体装置３０の試験を行うことができることに変わりはない。なお、半導体装置３０をターンオンさせる前であれば、遮断スイッチ６０をスイッチング制御するタイミングはどこでも良く、またスイッチング制御の回数は１回で良い。

また、本変形例では、タイミングｔ１６において、バイパススイッチ４０をオン状態にしているが、検査に直接関係しないためバイパススイッチ４０は、オフ状態を継続しても良い。

＜実施の形態４＞
図９は、本発明に係る実施の形態４の半導体装置の検査装置１Ｃ（以下、検査装置１Ｃ）の概略構成を示す回路図である。図９に示すように検査装置１Ｃは、電源１０、遮断スイッチ６０、インダクタ２１、ダイオード２２、半導体装置３０、バイパススイッチ４０およびゲートドライバ５０を備えている点では実施の形態３の検査装置１Ｂと共通するが、検査装置１Ｃでは、半導体装置３０と直列に接続された直列スイッチ７０を有している点で検査装置１Ｂと異なっている。

直列スイッチ７０は、半導体装置３０と直列に接続され、バイパススイッチ４０と並列に接続されており、半導体装置３０の検査に直接関係する電圧、すなわち半導体装置３０の主電極間電圧、すなわちドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓをスイッチング制御するためのスイッチである。

直列スイッチ７０は、代表的にはパワーＭＯＳＦＥＴおよびＩＧＢＴ等の半導体スイッチングデバイスが挙げられるが、半導体装置３０よりも、オン抵抗が小さく、かつ、通電能力が大きいスイッチであることを特徴とする。なお、直列スイッチ７０としては、リレースイッチなどの開閉器であっても良いが、リレースイッチを使用する場合は、半導体装置３０よりも、遮断電流能力が大きく、かつ、通電能力が大きいスイッチであることを特徴とする。

本実施の形態４の検査装置１Ｃは、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験に対応したものである。その他、バイパススイッチ４０および遮断スイッチ６０の機能等については実施の形態３の検査装置１Ｃと同様であり、説明を省略する。

図１０は、本実施の形態４の検査装置１Ｃを用いた検査方法を実施する場合における、遮断スイッチ６０の制御信号ＳＷ６０、バイパススイッチ４０の制御信号ＳＷ４０、直列スイッチ７０の制御信号ＳＷ７０、半導体装置３０のゲートに印加されるゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄおよび、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗを示すタイミングチャートである。

次に、図１０を参照して、インダクタ２１を用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験を行う場合およびインダクタ２１を用いた誘導負荷によるスイッチング試験を非破壊で行う場合について説明する。

図１０に示すように、タイミングｔ１１より前から遮断スイッチ６０およびバイパススイッチ４０はオン状態にあり、直列スイッチ７０および半導体装置３０はオフ状態にある。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０をオフさせる所定の値のＶｇｓ電圧が印加されている。

この場合、半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、直列スイッチ７０がオフ状態で、バイパススイッチ４０はオン状態のため、０Ｖとなっている。また、検査に直接関係しない電流をバイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗとして流して、インダクタ２１に徐々にエネルギーを溜めている。

タイミングｔ１１で、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが所定の値に達すると、バイパススイッチ４０をオフにする制御信号ＳＷ４０を印加して、バイパススイッチ４０はオフ動作を開始する。バイパススイッチ４０がオフ状態になるとバイパス電流Ｉｓｗは流れなくなり、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れる。

インダクタ２１に所定のエネルギーが溜められ、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れる状態を作り、その状態で半導体装置３０をターンオンさせることで、電流の流れを、半導体装置３０を含むループ経路に切り替え、所定の試験電流を半導体装置３０に流すことで、半導体装置３０の試験を行う。

所定時間経過後、バイパススイッチ４０は完全にオフ状態となるが、直列スイッチ７０はオフ状態を維持しているので、半導体装置３０のドレイン−ソース間には不要な電圧の印加は起きていない。

タイミングｔ１２において、直列スイッチ７０をオンするように制御信号ＳＷ７０を印加し、直列スイッチ７０のオン動作を開始する。直列スイッチ７０のオン動作が開始されると、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

このように、遮断スイッチ６０および直列スイッチ７０がオンしないと、電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加されず、半導体装置３０の主電極間電圧の印加のタイミングの制御性を高めることができる。

次にタイミングｔ１３において、半導体装置３０のターンオンが開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がる。

また、タイミングｔ１３で半導体装置３０のターンオンが開始されると、還流電流の経路が切り替えられて半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなり、その後は、徐々にドレイン電流Ｉｄは増加する。

ここで、検査装置１Ｃを用いて、誘導負荷におけるゲート電荷測定試験を行う場合および誘導負荷におけるスイッチング試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオンが開始されたことによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図１０のタイミングｔ１３からタイミングｔ１４の間に示す、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。

特に、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流しておき、それを半導体装置３０のターンオンに合わせて半導体装置３０に流すことで、急峻で所定のドレイン電流Ｉｄを得ることができるので、ターンオン試験に適した条件を与えることができる。

タイミングｔ１４において、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ１４で、遮断スイッチ６０をオフにして半導体装置３０に流れていた主電流を遮断することで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

次に、タイミングｔ１５において、バイパススイッチ４０をオン状態にし、タイミングｔ１６において、ゲートドライバ５０が、半導体装置３０のターンオフ動作を開始する。すなわち、ゲートドライバ５０は、タイミングｔ１６から半導体装置３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの値を徐々に低下させ、ターンオフ動作を開始してから所定時間経過後に所定の値に達する。

タイミングｔ１４以降で、遮断スイッチ６０がオフ状態になると、半導体装置３０の主電極間に検査に直接関係のないドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは印加されず、検査に直接関係のないドレイン電流Ｉｄが流れることはなく、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置３０であっても損傷は起きない。

このように、半導体装置３０と直列に接続された直列スイッチ７０を設け、図１０に示す方法で検査を行うことにより、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験を適切に行うことができる。

また、本実施形態４では、タイミングｔ１５において、バイパススイッチ４０をオン状態にしているが、検査に直接関係しないためバイパススイッチ４０は、オフ状態を継続しても良い。

また、本実施形態４では直列スイッチ７０は、タイミングｔ１５以降はオン状態としているが、オフ状態としても良い。

＜変形例＞
次に、図１１に示すタイミングチャートを用いて、図９に示す検査装置１Ｃを用いた検査方法の変形例について説明する。

図１１に示すように、タイミングｔ１１より前から遮断スイッチ６０およびバイパススイッチ４０はオン状態にあり、直列スイッチ７０および半導体装置３０はオフ状態にある。すなわち、半導体装置３０のゲート−ソース電極間には、ゲートドライバ５０により半導体装置３０をオフさせる所定の値のＶｇｓ電圧が印加されている。

この場合、半導体装置３０のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、直列スイッチ７０がオフ状態で、バイパススイッチ４０はオン状態のため、０Ｖとなっている。また、検査に直接関係しない電流をバイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗとして流して、インダクタ２１に徐々にエネルギーを溜めている。

タイミングｔ１１で、バイパススイッチ４０に流れるバイパス電流Ｉｓｗが所定の値に達すると、遮断スイッチ６０をオフにする制御信号ＳＷ６０を印加して、遮断スイッチ６０はオフ動作を開始する。遮断スイッチ６０をオフ状態にすると、バイパススイッチ４０にバイパス電流Ｉｓｗは流れなくなり、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流が流れる。

タイミングｔ１２において、バイパススイッチ４０をオフにする制御信号ＳＷ４０を印加してバイパススイッチ４０をオフ状態にする。この時点までは、半導体装置３０には電流は流れていない。従って、検査に直接関係のない電流による無駄な自己発熱は起きていない。また、不要な電圧の印加も起きていない。

次に、タイミングｔ１３において、直列スイッチ７０をオン状態にするが、遮断スイッチ６０オフ状態を維持しているため、半導体装置３０のドレイン−ソース間には電圧は印加されない。

次にタイミングｔ１４において、直列スイッチ７０をオンするように制御信号ＳＷ７０を印加し、直列スイッチ７０のオン動作を開始する。直列スイッチ７０のオン動作が開始されると、インダクタ２１を介して電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加された状態となる。

このように、遮断スイッチ６０および直列スイッチ７０がオンしないと、電源１０の出力電圧がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとして印加されず、半導体装置３０の主電極間電圧の印加のタイミングの制御性を高めることができる。

次にタイミングｔ１５において、半導体装置３０のターンオンが開始されると、半導体装置３０に印加されるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが徐々に低下を始め、最終的に半導体装置３０の電気特性で決まる飽和電圧（ほぼ０Ｖ）までドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが下がる。

また、タイミングｔ１５で半導体装置３０のターンオンが開始されると、還流電流の経路が切り替えられて半導体装置３０に流れるドレイン電流Ｉｄが急峻に大きくなり、その後は、徐々にドレイン電流Ｉｄは増加する。

ここで、検査装置１Ｃを用いて、誘導負荷におけるゲート電荷測定試験を行う場合および誘導負荷におけるスイッチング試験を行う場合、ゲートドライバ５０により半導体装置３０のゲートを制御してターンオンが開始されたことによって、それぞれの検査に必要なドレイン電流Ｉｄを流すことができる。すなわち、図１１のタイミングｔ１５からタイミングｔ１６の間に示す、半導体装置３０がターンオンする過程のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ドレイン電流Ｉｄの波形およびゲート電流Ｉｇ（図示せず）などの波形を解析することで、検査を行うことができる。特に、インダクタ２１とダイオード２２で形成されるループ経路に還流電流を流しておき、それを半導体装置３０のターンオンに合わせて半導体装置３０に流すことで、急峻で所定のドレイン電流Ｉｄを得ることができるので、ターンオン試験に適した条件を与えることができる。

タイミングｔ１６において、半導体装置３０は完全にターンオン動作を完了しており、以降は検査に直接関係のない電流が流れるため、半導体装置３０に電流を流す必要はない。従って、タイミングｔ１６で、遮断スイッチ６０をオフにして半導体装置３０に流れていた主電流を遮断することで、半導体装置３０に流れていたドレイン電流Ｉｄが減少を始める。

タイミングｔ１６以降で、遮断スイッチ６０がオフ状態になると、半導体装置３０の主電極間に検査に直接関係のないドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは印加されず、検査に直接関係のないドレイン電流Ｉｄが流れることはなく、ＲＢＳＯＡ耐量などの耐量が不足する半導体装置３０であっても損傷は起きない。

このように、半導体装置３０と直列に接続された直列スイッチ７０を設け、図１０に示す方法で検査を行うことにより、半導体装置３０の誘導負荷によるゲート電荷測定試験および誘導負荷によるスイッチング試験を適切に行うことができる。

なお、本変形例では、タイミングｔ１３において直列スイッチ７０をオンにしているが、タイミングｔ１２でバイパススイッチ４０をオフするタイミングと同時に直列スイッチ７０をオンにしても良い。また、タイミングｔ１２において直列スイッチ７０をオンし、タイミングｔ１３においてバイパススイッチ４０をオフしても良い。

また、本変形例ではタイミングｔ１７において、バイパススイッチ４０をオン状態にしているが、検査に直接関係しないためバイパススイッチ４０は、オフ状態を継続しても良い。

また、本変形例では直列スイッチ７０は、タイミングｔ１６以降はオン状態であるが、オフ状態としても良い。

また、本変形例では、タイミングｔ１６において遮断スイッチ６０をオフ状態にしているが、タイミングｔ１６で遮断スイッチ６０をオフするタイミングと同時に直列スイッチ７０をオフ状態にしても良い。

また、タイミングｔ１６で直列スイッチ７０をオフ状態にし、その後、遮断スイッチ６０をオフ状態にしても良い。この場合、バイパススイッチ４０をオンするタイミングは、遮断スイッチ６０がオフ状態になった後で行う必要がある。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形したり、省略したりすることが可能である。

１０ 電源、２０ 負荷抵抗、２１ インダクタ、２２ ダイオード、３０ 半導体装置、４０ バイパススイッチ、６０ 遮断スイッチ、７０ 直列スイッチ。

Claims (14)

1. 検査対象である半導体装置に主電流を流す電源と、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続された負荷と、
   前記半導体装置と並列に接続されたバイパススイッチと、を備え、
   前記バイパススイッチは、
   前記負荷を用いた前記半導体装置の検査の終了後、前記半導体装置をターンオフする前にオンされ、前記主電流を前記バイパススイッチに流すように制御される、半導体装置の検査装置。
2. 前記負荷は、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続された負荷抵抗である、請求項１記載の半導体装置の検査装置。
3. 前記負荷は、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続されたインダクタである、請求項１記載の半導体装置の検査装置。
4. アノードが前記インダクタの負極側に接続され、カソードが前記インダクタの正極側に接続されたダイオードをさらに備える、請求項３記載の半導体装置の検査装置。
5. 検査対象である半導体装置に主電流を流す電源と、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続されたインダクタと、
   アノードが前記インダクタの負極側に接続され、カソードが前記インダクタの正極側に接続されたダイオードと、
   前記半導体装置と並列に接続されたバイパススイッチと、
   前記主電流を流す経路に設けられ、前記主電流を遮断する遮断スイッチと、を備え、
   前記バイパススイッチと、前記遮断スイッチをオン、オフすることで前記インダクタと前記ダイオードとで形成されるループ経路に還流電流を流すように制御され、
   さらに、前記インダクタを用いた前記半導体装置の検査の終了後、前記半導体装置をターンオフする前にオフされ、前記主電流を遮断するように制御される、半導体装置の検査装置。
6. 前記バイパススイッチと並列するように前記半導体装置と直列に接続された直列スイッチをさらに備え、
   前記直列スイッチをオンすることで前記半導体装置の主電極間に電圧が印加されるタイミングを制御する、請求項５記載の半導体装置の検査装置。
7. 請求項１記載の半導体装置の検査装置を用いた半導体装置の検査方法であって、
   （ａ）前記半導体装置をターンオンして、前記負荷を用いた前記半導体装置の検査を行う工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の終了後、前記半導体装置をターンオフする前に前記バイパススイッチをオンして、前記主電流を前記バイパススイッチに流す工程と、を備える、半導体装置の検査方法。
8. 前記負荷は、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続された負荷抵抗であって、
   前記工程（ａ）は、
   前記検査として、前記負荷抵抗を用いたゲート電荷測定試験および前記負荷抵抗を用いたスイッチング試験を含む、請求項７記載の半導体装置の検査方法。
9. 前記負荷は、
   前記電源と前記半導体装置との間に接続されたインダクタであって、
   前記工程（ａ）は、
   前記検査として、
   前記インダクタを用いた誘導負荷によるゲート電荷測定試験および前記インダクタを用いた誘導負荷によるスイッチング試験を含む、請求項７記載の半導体装置の検査方法。
10. アノードが前記インダクタの負極側に接続され、カソードが前記インダクタの正極側に接続されたダイオードをさらに備え
    前記工程（ａ）に先立って、
    前記半導体装置をターンオフする前に前記バイパススイッチを、一旦オンして前記バイパススイッチに前記主電流を流し、その後、前記バイパススイッチをオフすることで、前記インダクタと前記ダイオードとで形成されるループ経路に還流電流を流す工程を備え、
    前記工程（ａ）は、
    前記半導体装置をターンオンすることで、前記ループ経路に流れる前記還流電流を前記半導体装置に流す工程を含む、請求項９記載の半導体装置の検査方法。
11. 請求項５記載の半導体装置の検査装置を用いた半導体装置の検査方法であって、
    （ａ）前記半導体装置をターンオンして、前記インダクタを用いた前記半導体装置の検査を行う工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）の終了後、前記半導体装置をターンオフする前に、前記遮断スイッチをオフして、前記主電流を遮断する工程と、
    前記工程（ａ）に先立って、前記半導体装置をターンオンする前に、前記遮断スイッチをオンした状態で前記バイパススイッチを一旦オンして前記バイパススイッチに前記主電流を流し、その後、前記バイパススイッチをオフすることで、前記インダクタと前記ダイオードとで形成されるループ経路に還流電流を流す工程と、を備える、半導体装置の検査方法。
12. 請求項５記載の半導体装置の検査装置を用いた半導体装置の検査方法であって、
    （ａ）前記半導体装置をターンオンして、前記インダクタを用いた前記半導体装置の検査を行う工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）の終了後、前記半導体装置をターンオフする前に、前記遮断スイッチをオフして、前記主電流を遮断する工程と、
    前記工程（ａ）に先立って、前記半導体装置をターンオンする前に、前記バイパススイッチをオンにした状態で、前記遮断スイッチを一旦オンして前記バイパススイッチに前記主電流を流し、その後、前記遮断スイッチをオフすることで、前記インダクタと前記ダイオードとで形成されるループ経路に還流電流を流す工程と、を備える、半導体装置の検査方法。
13. 請求項６記載の半導体装置の検査装置を用いた半導体装置の検査方法であって、
    （ａ）前記半導体装置をターンオンして、前記インダクタを用いた前記半導体装置の検査を行う工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）の終了後、前記半導体装置をターンオフする前に、前記遮断スイッチをオフして、前記主電流を遮断する工程と、
    前記工程（ａ）に先立って、前記遮断スイッチをオンした後、前記直列スイッチをオンすることで前記半導体装置の主電極間に電圧を印加する工程と、を備える、半導体装置の検査方法。
14. 請求項６記載の半導体装置の検査装置を用いた半導体装置の検査方法であって、
    （ａ）前記半導体装置をターンオンして、前記インダクタを用いた前記半導体装置の検査を行う工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）の終了後、前記半導体装置をターンオフする前に、前記遮断スイッチをオフして、前記主電流を遮断する工程と、
    前記工程（ａ）に先立って、前記直列スイッチをオンした後、前記遮断スイッチをオンすることで前記半導体装置の主電極間に電圧を印加する工程と、を備える、半導体装置の検査方法。

Images