JPH0567661A - 電力用半導体装置 - Google Patents

電力用半導体装置

Info

Publication number
JPH0567661A
JPH0567661A JP23029291A JP23029291A JPH0567661A JP H0567661 A JPH0567661 A JP H0567661A JP 23029291 A JP23029291 A JP 23029291A JP 23029291 A JP23029291 A JP 23029291A JP H0567661 A JPH0567661 A JP H0567661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
gate electrode
oxide film
circuit
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23029291A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Fujimoto
裕 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP23029291A priority Critical patent/JPH0567661A/ja
Publication of JPH0567661A publication Critical patent/JPH0567661A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/27Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements
    • G01R31/275Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements for testing individual semiconductor components within integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート酸化膜を有する電力用MOSFET1
1をこれを駆動する駆動回路等の入力側回路(13,1
4,15)と同一の基板に構成した場合に、入力側回路
に対する耐圧以上の電圧印加を可能とし、酸化膜の絶縁
性試験を短時間で行う。 【構成】 酸化膜をスクリーニングするテストモード
時、ゲート電極に通常使用時以上の電圧を前記ゲート電
極に印加する手段(14,15)及び入力側回路の動作
経路あるいは入力側回路とゲート電極12との接続経路
を遮断する手段19を設けた電力用半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲート酸化膜を有する
電力用半導体素子を、その駆動回路類とともに同一基板
上に配設した電力半導体装置に関し、このゲート酸化膜
の絶縁性試験を簡潔に行うためのものである。
【0002】
【従来の技術】近時、電力用半導体の分野で、駆動の容
易な電力用MOSFET,IGBT等、酸化膜上にゲー
ト電極を形成し、ゲート電極に加える電圧を酸化膜を介
してドレイン及びソース領域に作用させることで動作す
る電力素子が注目されている。この種の電力素子は、ゲ
ート電極への印加電圧により出力を制御するため、上記
酸化膜の信頼性が重要となる。このため、その出荷前に
ゲート電極に電圧を印加して、酸化膜の絶縁性試験(ス
クリーニング)を行っている。酸化膜厚は、数100〜
1000Å程度であり、例えば10Vの電圧がかかった
とすると、その電界強度は数メガV/cmにもなる。従
って、上記電力素子は、素子の取扱い中に衣服等との摩
擦によって、ゲート電極に不測な高電圧が加わると、容
易に酸化膜を破壊してしまう。
【0003】従来、酸化膜への電圧印加によるスクリー
ニングは、電界加速が成立するため、通常使用時の印加
電圧より高い電圧を印加することにより、スクリーニン
グを短時間で行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、上記
電力素子を、これを駆動したり、上記不測の高電圧に対
して酸化膜を保護する回路等の入力側回路とともに、同
一基板上に形成した電力半導体装置を提供するようにな
ってきた。しかし、ゲート電極に接続する入力側回路を
電力素子とともに同一基板上にIC化すると、酸化膜の
スクリーニングを行うために、高電圧を印加できなくな
ってしまう。電力素子と入力側回路とを同一チッブ上に
IC化した電力半導体装置では、許容印加電圧より高い
電圧を印加すると、入力側回路を破壊してしまうからで
ある。このため、電力素子と入力側回路とを同一チッブ
上にIC化した電力半導体装置では、通常許容範囲内の
電圧を長時間印加してスクリーニングを行うしかなく、
酸化膜の絶縁性試験に長時間を要している。
【0005】本発明は、電力素子と入力側回路とを同一
基板上にIC化した条件でも、通常許容値以上の電圧を
印加して酸化膜のスクリーニングを行うことができるよ
うにした電力半導体装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート酸化膜
を有する電力用MOS素子と同一基板上に配設しゲート
電極と接続した入力側回路に加え、前記酸化膜をスクリ
ーニングするテストモード時、前記ゲート電極に通常使
用時以上の電圧を前記ゲート電極に印加する手段及び前
記入力側回路の動作経路あるいは入力側回路とゲート電
極との接続経路を遮断する手段とを設けている。
【0007】
【作用】したがって、本発明では、酸化膜のスクリーニ
ングを行うテストモード時には、入力側回路が通常使用
の状態と異なるテストモードの状態となり、電力用MO
SFETのベース電極に通常許容値以上の電圧を印加し
ても、入力側回路を破壊することなく、電力MOSトラ
ンジスタを電界加速による短時間の高電圧印加の条件で
スクリーニングすることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例によって詳細に
説明する。図1は本発明に係る電力半導体装置の第1実
施例を示す構成図である。図1において、11はベース
駆動型の電力用MOSFETを示し、ドレイン電極は電
源端子VDDに接続し、ソース電極は出力端子OUTに接
続している。電力用MOSFET11は、ゲート電極1
2に加えられた電圧が酸化膜を介して半導体のドレイン
領域及びソース領域に作用する所謂ゲート酸化膜を有し
た電力素子である。この電力用MOSFET11は、上
記酸化膜を、通常使用時に発生するサージ電圧から保護
する定電圧ダイオード13,該電力用MOSFET11
を電源電圧以上で動作させるためのチャージポンプ回路
14及び発振回路15並びに、チャージポンプ回路14
及びインバータ三段の発振回路15を論理結合するイン
バータ16,17と同一基板(チップあるいはパッケー
ジを含む)上に配設したものとなっている。このように
電力用MOSFET11と同一基板上に配設する回路
は、上記の他にも整流回路等必要に応じて種々設けるこ
とができる。
【0009】ところで、定電圧ダイオード13は、一端
が電力用MOSFET11のゲート電極12に接続し、
他端はチャネル埋込型のMOSスイッチ19のドレイン
・ソース通路を介して電力MOSFET11のソース電
極に接続してある。また、電力用MOSFET11のゲ
ート電極12とソース電極間には、上記定電圧ダイオー
ド13よりツェナ電圧が数倍大きい定電圧ダイオード1
8を接続してある。そして、MOSスイッチ19のゲー
ト電極は、モード切換信号S1の導入端子20に接続し
てある。
【0010】一方、発振回路15には、その発振定数設
定用の抵抗21と並列に、抵抗22及びMOSスイッチ
23の直列回路を接続してある。そして、MOSスイッ
チ23のゲート電極には、モード切換信号S2の導入端
子24を接続している。チャージポンプ回路14は、ポ
ンピングを行うコンデンサ及びダイオードをラダー接続
したもので、発振回路15からのポンピング用信号をイ
ンバータ16及び17を介して入力することで、定電圧
源端子25からの電圧に基づく高電圧を発生するように
なっている。
【0011】上記構成の電力半導体装置において、電力
用MOSFET11におけるゲート酸化膜の絶縁性試験
を行う場合は、導入端子20,24へのモード切換信号
S1,S2をテスト用信号とする。すなわち、モード切
換信号S1,S2は、通常の使用モードでは、信号S1
によってMOSスイッチ19をON状態に、信号S2に
よってMOSスイッチ23をOFF状態としている。そ
して、出荷前の絶縁性試験では、モード切換信号S1,
S2をそれぞれ反転してテストモードとし、信号S1に
よってMOSスイッチ19をOFF状態に、信号S2に
よってMOSFET23をON状態にする。
【0012】上記のごとく設定したテストモードにおい
て、MOSスイッチ19がOFFし、MOSスイッチ2
3がONすると、電力用MOSFET11のドレイン電
極・ソース電極間の保護回路としては、定電圧ダイオー
ド18が作用することとなる。定電圧ダイオード18
は、例えば36V程度のツェナ電圧を持ち、定電圧ダイ
オード13のツェナ電圧を10V程度すると、それより
数倍高い電圧まで、ゲート電極12へかかる電圧を許容
することになる。
【0013】一方、チャージポンプ回路14は、発振回
路15からのポンピング用信号によってコンデンサを交
互に充放電させることで、初段のコンデンサに蓄積した
電荷を次段のコンデンサに積み上げ、電源電圧より高い
電圧を発生して、この高電圧をゲート電極12に印加す
ることができる。この場合、発振回路15に接続したM
OSスイッチ23がONすることで、発振定数を決定す
る抵抗21と並列に抵抗22が並列に接続される。この
ため、発振回路15の発振周波数が通常使用時の周波数
より高くなり、ポンピング速度が早くなって、チャージ
ポンプ回路14は、通常使用時の出力電圧より高い出力
電圧を形成する。この発振周波数を高くする割合を、上
記定電圧ダイオード13と18の関係に対応させること
で、テストモード時には、通常使用時より高いチャージ
ポンプ電圧を発生させることができる。こうして、絶縁
性試験のときには、定電圧ダイオード18によって制限
されるが、チャージポンプ回路14からの通常使用時よ
り高い高電圧をゲート電極12に印加して、電界加速に
よる酸化膜のスクリーニングを行うことができる。
【0014】しかして、絶縁性試験を終えると、モード
切換信号S1,S2をテストモードとは反転して、通常
使用(市場)モードに設定する。なお、上記モード切換
えの方法としては、本電力半導体装置にモード切換用の
外部端子を設けてもよいし、各導入端子20,24を外
部端子として引き出してもよい。
【0015】また、第1実施例の変形例として、図2に
示すように、ポンピング用のコンデンサとダイオードを
図1の構成より増設することができる。この場合、二段
目と三段目のコンデンサとの間に論理回路26を設け、
該論理回路26には、インバータ17からの出力と、別
途、通常使用時、ロウレベルを呈し、テストモード時ハ
イレベルを呈する論理信号S3とを入力する。
【0016】このような構成によれば、テストモード
時、論理回路26がインバータの役目を果たし、三段目
のコンデンサをポンピング動作させて、より高い電圧を
発生することができる。そして、絶縁性試験の終了時
は、論理回路26にロウレベルの信号を入力して、三段
目のコンデンサを動作させないようにする。なお、この
実施例では、上記三段目のコンデンサによる電圧に合わ
せてツェナ電圧の高いものを使用する。
【0017】次に第2実施例を図3を参照して説明す
る。図3は、電力用MOSFET11の駆動回路14′
とゲート電極12との接続経路を遮断するMOSスイッ
チ26を設けてある。このMOSスイッチ26のゲート
電極には、第3のモード切換信号S2′の導入端子27
を接続する。また、電力用MOSFET11のゲート電
極・ソース電極に間には、定電圧ダイオード13,18
及びMOSスイッチ19の回路を接続してある。さらに
本実施例では、ゲート電極12を抵抗29を介して高電
圧印加端子28に接続してある。この高電圧印加端子2
8は、基板の外部端子であり、絶縁性試験の際に外部か
ら高電圧を印加することができる。
【0018】このような構成によれば、テストモード時
には、MOSスイッチ19,27を信号S1,S2′に
より共にOFFし、駆動回路14′とゲート電極12と
の接続経路を遮断するとともに、定電圧ダイオード13
による動作経路を遮断する。これにより、外部端子28
からの高電圧を電力用MOSFET11のゲートに印加
することができ、第1実施例等と同様の電界加速による
短時間のスクリーニングが可能となる。
【0019】尚、勿論本発明は電力用MOSFETのみ
ではなく、酸化膜上にゲート電極を形成するタイプの電
力用素子例えばIGBT等に適用される。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
力用MOSFETのゲート電極と接続した入力側回路
を、酸化膜のスクリーニングを行うテストモード時に、
入力側回路の動作経路あるいは入力側回路とゲート電極
との接続経路を遮断するようにしたので、電界加速によ
る通常許容値以上の電圧をゲート電極に加えても、入力
側回路を破壊することがなく、電力用MOSFETに入
力側回路を共に形成した半導体装置において、酸化膜の
スクリーニングを短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる電力半導体装置の第1実施例
を示す構成図
【図2】 第1実施例の変形例を示す構成図
【図3】 本発明の第2実施例目を示す構成図
【符号の説明】
11…電力用MOSFET、12…ゲート電極、13,
18…定電圧ダイオード、14,14′…入力側回路
(チャージポンプ回路,駆動回路)、15…発振回路、
19,23…MOSスイッチ、20,24…導入端子、
S1,S2,S2′…モード切換信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化膜上に形成したゲート電極への印加
    電圧によって動作する電力用半導体素子と、この電力用
    半導体素子と同一基板上に配設し前記ゲート電極と接続
    した入力側回路と、前記酸化膜をスクリーニングするテ
    ストモード時、前記ゲート電極に通常使用時以上の電圧
    を前記ゲート電極に印加する手段及び前記入力側回路の
    動作経路あるいは入力側回路とゲート電極との接続経路
    を遮断する手段とを、具備したことを特徴とする電力用
    半導体装置。
JP23029291A 1991-09-10 1991-09-10 電力用半導体装置 Pending JPH0567661A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23029291A JPH0567661A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 電力用半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23029291A JPH0567661A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 電力用半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0567661A true JPH0567661A (ja) 1993-03-19

Family

ID=16905534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23029291A Pending JPH0567661A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 電力用半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0567661A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995010785A1 (de) * 1993-10-13 1995-04-20 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum prüfen eines gateoxids
US6218889B1 (en) 1907-12-09 2001-04-17 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing the same
US7573687B2 (en) 2006-11-21 2009-08-11 Denso Corporation Power semiconductor device
DE102004059643B4 (de) * 2004-12-10 2009-11-12 Infineon Technologies Ag Gateansteuerschaltung für einen Leistungstransistor mit isoliertem Gate
JP2011238690A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2013513245A (ja) * 2009-12-08 2013-04-18 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 半導体構成素子を備えた回路装置
JP2014107760A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Toshiba Corp 半導体装置
CN109119418A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 富士电机株式会社 半导体集成装置及其栅极筛查试验方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218889B1 (en) 1907-12-09 2001-04-17 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing the same
WO1995010785A1 (de) * 1993-10-13 1995-04-20 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum prüfen eines gateoxids
US7482861B1 (en) 1997-12-09 2009-01-27 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing the same
DE102004059643B4 (de) * 2004-12-10 2009-11-12 Infineon Technologies Ag Gateansteuerschaltung für einen Leistungstransistor mit isoliertem Gate
US7573687B2 (en) 2006-11-21 2009-08-11 Denso Corporation Power semiconductor device
JP2013513245A (ja) * 2009-12-08 2013-04-18 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 半導体構成素子を備えた回路装置
JP2011238690A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2014107760A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Toshiba Corp 半導体装置
CN109119418A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 富士电机株式会社 半导体集成装置及其栅极筛查试验方法
JP2019007823A (ja) * 2017-06-23 2019-01-17 富士電機株式会社 半導体集積装置及びそのゲートスクリーニング試験方法
CN109119418B (zh) * 2017-06-23 2023-10-20 富士电机株式会社 半导体集成装置及其栅极筛查试验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100214407B1 (ko) 고측부 스위치용 전하 펌프 회로
US5463520A (en) Electrostatic discharge protection with hysteresis trigger circuit
KR100735849B1 (ko) 전력용 반도체장치
US7642817B2 (en) Driver circuit for a semiconductor power switching element
EP0420582A2 (en) Drive circuit for a semiconductor device
JPH02266712A (ja) 半導体装置
JP3353388B2 (ja) 電力用半導体装置
JP2004515911A (ja) 保護機能付き半導体装置
JPH0567661A (ja) 電力用半導体装置
US5498989A (en) Integrated circuit one shot with extended length output pulse
JP3469502B2 (ja) レベルシフト回路及びインバータ装置
EP0402663A2 (en) Control circuit
JPS63245115A (ja) Cmosデバイス用電流サージ排出装置およびその方法
US5280605A (en) Clock speed limiter for microprocessor
KR850006899A (ko) 전압 검출장치
CN116191848A (zh) 智能功率模块和高压集成系统
JPH05267427A (ja) テスト回路
US5761020A (en) Fast switching smartfet
US5770947A (en) Arrangement for testing a gate oxide
US5396120A (en) Semiconductor integrated unit
JP2621507B2 (ja) 絶縁ゲート形半導体素子
US6330172B1 (en) Switching device
US5545934A (en) Voltage clamp circuit
US5418834A (en) Maintenance termination units
JPS6060763A (ja) モノリシツク低電力ゼロ交差トライアツク