(57)【要約】【課題】従来の半導体試験装置では、実使用状態でのトランジスタ寿命の予測、トランジスタ破壊までの時間を測定できない。  【解決手段】  電流電源装置１２１ａは電流Ｉｄを出力する。トランジスタ１１７のゲート端子にはゲートドライバ回路１１３から周期的なオンオフ信号が印加される。トランジスタ１１７に電流Ｉｄはスイッチ１２４ａがクローズすることにより行う。スイッチ１２４ａのクローズする前にスイッチ１２４ｂをクローズさせて電流電源装置１２１ａの電流をグランドに流す。スイッチ１２４ａをオープンさせる前に、スイッチ１２４ｂをクローズさせて電流電源装置１２１ａの電流をグランドに流す。トランジスタ１１７の温度はダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流し、ダイオードＤｉの端子間電圧を測定して求める。【選択図】図１
2020176851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を試験する半導体試験装置であって、
前記半導体素子に第１の電流を供給する電流電源装置と、
前記半導体素子に付加されたデバイスに、定電流を供給する定電流回路と、
前記定電流を供給した前記デバイスの端子電圧を測定する電圧測定回路と、
前記第１の電流を前記半導体素子に供給する第１のスイッチと、
前記第１の電流をグランドに流す第２のスイッチを具備することを特徴とする半導体試験装置。
【請求項２】
半導体素子の試験方法であって、
前記半導体素子に、第１の電流を供給する第１のスイッチと、
前記第１の電流をグランドに流す第２のスイッチを有し、
前記第２のスイッチをオンさせて、前記第１の電流をグランドに流した状態で、前記第１のスイッチをオンさせる第１の動作と、
前記第１の動作後、前記第２のスイッチをオフする第２の動作を実施することを特徴とする半導体素子の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｇａｎ−ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等の半導体素子のパワーサイクル試験を行う半導体試験装置、半導体素子の試験方法等に関するものである。
【０００２】
半導体素子の使用環境での故障モードに近いストレスを効率よく再現でき、高い信頼性でパワー半導体素子等の評価を行うことができる半導体試験装置および半導体素子の試験方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
パワー半導体素子の寿命には、パワー半導体素子自体の発熱に起因した熱疲労現象による寿命と、パワー半導体素子の外部環境の温度変化に起因した熱疲労現象による寿命とがある。また、パワー半導体素子のゲート絶縁膜への印加電圧による電圧疲労による寿命等がある。
【０００４】
一般的に、パワー半導体素子の寿命試験は、パワー半導体素子に通電オンオフを繰り返すことが行われている。パワー半導体素子のエミッタ端子（ソース端子）、コレクタ端子（ドレイン端子）等に印加電圧および電流を設定し、ゲート端子に周期的なオンオフ信号（動作／非動作信号）を印加して試験が行われる。
【０００５】
図１６、図１７は従来例としての半導体試験装置および半導体素子の試験方法の説明図である。パワー半導体素子としてのトランジスタ１１７のコレクタ端子ｃには定電流を出力する電流電源装置１２１が接続されている。トランジスタ１１７のエミッタ端子ｅは接地（グランド）されている。トランジスタ１１７のゲート端子ｇには、ゲートドライバ回路１１３が接続されている。
スイッチＳＷａ１２２ａがオンすることにより、トランジスタ１１７のコレクタ端子ｃには電流電源回路１２１が出力する定電流Ｉａが印加される。
【０００６】
ゲートドライバ回路１１３からは、設定された周波数、かつ、設定されたオン電圧時間のトランジスタ１１７のゲートをオンさせるオン電圧Ｖｇが出力される。オン電圧Ｖｇに基づいて、トランジスタ１１７はオンオフ制御される。ゲートドライバ回路１１３はゲート信号制御回路１１２で制御される。
【０００７】
ゲートドライバ回路１１３から出力されるＶｇｓ信号電圧により、トランジスタ１１７はオンオフ動作し、トランジスタ１１７がオンしている期間にトランジスタ１１７のチャンネル間に電流Ｉｄが流れる。
【０００８】
トランジスタ１１７がオンするトランジスタ１１７のチャンネル電圧Ｖｃｅが順方向電圧Ｖｎまで降下する。トランジスタ１１７がオフするとＶｃｅ電圧は、電圧Ｖｃまで上昇する。
【０００９】
一例として、トランジスタ１１７のチャンネル電圧Ｖｃｅ（図１７（ｃ））に図示するように、電流Ｉｄが流れている時はＶｎ電圧となり、オフ状態ではＶｃ電圧となる。
【００１０】
試験回路系には容量成分である容量リアクタンス（インダクタンス）１５１がある。また、誘導成分である誘導リアクタンス１５２がある。また、電流電源装置１２１は、トランジスタ１１７がオフとなっても、電流Ｉａを流し続けようとし、電流電源装置１２１の端子電圧を上昇させる。
【００１１】
トランジスタ１１７は電流Ｉｄにより発熱する。また、トランジスタ１１７は、繰り返し印加される試験電流Ｉｄにより、トランジスタ１１７の温度が上昇する。温度の変化は、トランジスタ１１７に配置された温度センサ１２６により取得される、温度計１２８で測定される。
【００１２】
容量リアクタンス１５１、誘導リアクタンス１５２、電流電源装置１２１の定電流動作などによりトランジスタ１１７のコレクタ電圧（Ｖｃ電圧）は上昇し、サージ電圧Ｖｓが発生する（図１７（ｄ）Ｖｃｅ’）。容量リアクタンス１５１は、トランジスタ１１７がオンする時に、トランジスタ１１７に大きな電流を供給し、突入電流Ｉｓが発生する（図１７（ｅ）Ｉｄ’）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１７−１７８２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の半導体試験装置では、トランジスタ１１７をオンオフ動作させるとともに、定電流Ｉａをトランジスタのチャンネルに流すことにより、トランジスタの試験を実施している。
【００１５】
試験は、トランジスタのオン周期、トランジスタのオン時間、トランジスタのオンオフ回数、トランジスタに流れる電流を設定することにより、試験するトランジスタにストレスを与え、トランジスタの寿命予測あるいは試験トランジスタの破壊までの時間測定を行っていた。
【００１６】
実使用状態において、トランジスタは、複数の電子デバイスと組み合わされて所定の動作をする回路が構成される。回路は基板に形成された配線パターンと接続される。また、前記回路に制御信号を入出力する接続ケーブルが接続される。配線パターン、接続ケーブルなどは容量リアクタンス、誘導リアクタンスを発生させ、これらのリアクタンスによりトランジスタにサージ電圧、突入電流を印加することになる。
【００１７】
トランジスタへの突入電流、トランジスタのサージ電圧の発生は、前記回路の配線パターン、接続ケーブル等の誘導性リアクタンス、容量性リアクタンスなどが影響して発生する。
【００１８】
試験時にトランジスタに突入電流が流れると、トランジスタにストレスが与えられ寿命が短くなる。また、試験時にトランジスタのチャンネルにサージ電圧が印加されるとトランジスタにストレスが与えられ、トランジスタの寿命が短くなる。
【００１９】
従来の半導体試験装置および半導体素子の試験方法では、これらの誘導性リアクタンス、容量性リアクタンスによる影響を制御できなかった。そのため、試験を行うトランジスタに突入電流・サージ電圧が印加され、また、突入電流Ｉｓ・サージ電圧Ｖｓの大きさも調整することができなかった。
【００２０】
トランジスタ１１７の試験結果は、制御できないサージ電圧Ｖｓ、突入電流Ｉｓの大きさなどに依存し、従来の試験装置で試験した結果から得られたトランジスタの寿命予測と、実際の回路で使用したトランジスタの寿命とが乖離しているという問題があった。
【００２１】
また、トランジスタ１１７の温度は、温度センサ１２６、温度計１２８で測定される。測定される温度は、トランジスタ１１７とトランジスタ１１７の絶縁状態により誤差が大きい、あるいはノイズの影響が大きいという問題があった。そのため、所定の温度に到達した時、トランジスタ１１７の試験を停止しようとしても、所定の温度で停止できないという問題があった。
【００２２】
以上のことから、従来の半導体試験装置および半導体素子の試験方法でトランジスタの試験を実施しても、実際の使用状態でのトランジスタ寿命の予測、トランジスタ破壊までの時間を測定できないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の半導体試験装置および半導体の試験方法は、試験するトランジスタ等の半導体素子の温度情報Ｔｊを精度よくモニター（取得）する構成を有している。
【００２４】
本発明の半導体試験装置は、試験に用いる電源装置、試験回路などに保持された電荷が放電する放電回路を有してする。放電回路は、トランジスタのチャンネルに流れる電流をオフされるタイミングを設定できるように構成されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、試験する半導体素子に、所定の周期およびオン時間で試験電流を印加し、半導体素子の温度をモニターし、所定の温度変化した時あるいは所定の温度に到達した時に試験を停止あるいは試験条件等の変更をする。したがって、半導体素子を所定のストレス状態を定量化して試験を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図２】本発明の半導体試験装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例における半導体素子の試験方法の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例における半導体素子の試験方法の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例における半導体素子の試験方法の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図１１】本発明の第６の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図１２】本発明の第６の実施例における半導体試験装置および試験方法の説明図である。
【図１３】本発明の第７の実施例における半導体試験装置の説明図である。
【図１４】本発明の第７の実施例における半導体試験装置および試験方法の説明図である。
【図１５】パワー半導体素子の説明図である。
【図１６】従来の半導体試験装置の説明図である。
【図１７】従来の半導体素子の試験方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るパワーサイクル試験などの半導体試験装置および半導体素子の試験方法を説明する。
【００２８】
明細書で記載する実施形態では、パワー半導体素子のうち、ＩＧＢＴを例にとって説明する。本発明はＩＧＢＴに限定されるものではなく、ＳｉＣ、ＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、トランジスタ等の各種のパワー半導体素子に適用することができる。また、トランジスタだけに適用さえるものではなく、ダイオードなどの２端子素子にも本発明は適用できる。
また、パワー半導体素子に限定されるものではなく、低電力用の半導体素子にも本発明は適用できることは言うまでもない。
【００２９】
発明を実施するための形態を説明するための各図面において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、本発明の実施例は、それぞれを組み合わせることができる。
【００３０】
図２は本発明のパワーサイクル試験装置（半導体試験装置）の構成図である。パワーサイクル試験装置は、チラー（冷却・加温装置）１３６と、加熱冷却プレート１３４、加熱冷却プレート１３４とチラー１３６間を循環する循環水パイプ１３５を有する。加熱冷却プレート１３４には、試験サンプルとしてのトランジスタ１１７が積載されている。
【００３１】
試験をするトランジスタ１１７の温度情報Ｔｊが所定値となるように、電流Ｉｄ、ゲート電圧Ｖｇ、電圧Ｖｃｅを変化させて試験の条件を設定する。温度情報Ｔｊが変化すると、トランジスタ１１７が劣化あるいは特性が変化していると判断し、トランジスタ１１７の試験を停止、あるいは制御方法を変更する。
【００３２】
例えば、温度情報Ｔｊの変化で、トランジスタ１１７の信頼性特性を判定あるいは判定する。また、電圧Ｖｃｅが所定電圧になる時間、トランジスタ１１７の破壊までの時間などからトランジスタ１１７の信頼性、寿命を評価する。
【００３３】
本発明の半導体の試験方法において、トランジスタ１１７の劣化あるいは特性変化にあわせて外部条件を変える。例えば、トランジスタ１１７が発熱した場合は水温を下げる。水温を下げると、トランジスタ１１７に流れる電流を少なくすると、トランジスタ１１７の劣化、特性変化が進まず、結果、トランジスタ１１７の寿命が延びる。したがって、所定設定条件に対するトランジスタ１１７の寿命、信頼性特性を定量的に測定、判断することができる。
【００３４】
チラー１３６の循環水を加温または冷却することにより、トランジスタ１１７の温度を規定値あるいは所定値に維持する。また、試験条件に対応してトランジスタ等の温度を周期的に変化させ、また、一定に冷却し、加熱させる。また、試験トランジスタの温度情報Ｔｊを測定し、測定した温度情報Ｔｊを一定値に維持するように、チラー１３６を制御する。
【００３５】
チラーは水や熱媒体の液温を管理しながら循環させることで、機器などの温度を一定に保つことができるように構成している。主に冷却に用いる場合が多いが冷やすだけでなく温めることもでき、様々な温度の制御を実施できるように構成している。
【００３６】
制御ラック１３１には、トランジスタ１１７に試験電流、試験電圧を供給する電源装置１３２と、トランジスタ１１７を制御あるいは試験条件を設定する制御回路１３３を有している。
【００３７】
制御回路１３３には、トランジスタ１１７の温度情報Ｔｊが入力され、温度情報Ｔｊに基づいてチラー１３６を制御する。あるいは、温度情報Ｔｊを所定値にするように、チラー１３６を制御する。
【００３８】
なお、本明細書では循環水として説明するが、水に限定されるものではない。エチレングリコール、グリセリンなどでも良いし、強制空冷であってもよい。チラー１３６は循環水パイプ１３５内の液体を、例えば水温マイナス１０℃からプラス１００℃までの範囲で制御して試験ユニット３の加熱冷却プレート１３４に供給する。加熱冷却プレート１３４は十分に大きな熱容量を持っている。
【００３９】
上記実施形態では加熱冷却プレート１３４を使用したが、加熱プレートと冷却プレートを別体とし、加熱冷却プレート以外の熱源・冷熱源を用いて加熱・冷却するものであってもよい。
図１は本発明の第１の実施例における半導体試験装置（例えば、パワートランジスタを試験するパワーサイクル試験装置）の構成図である。
【００４０】
電流電源装置１２１は、トランジスタ１１７を試験するための大電流の定電流を出力する。電流電源装置１２１は、コントローラ（パーソナルコンピュータ等）１１１からの制御信号に同期させて電力（電流、電圧）を供給すると共に、供給された電力を用いて前記負荷を設定された定電流または定電圧で駆動する。また、電流電源装置１２１は、出力する最大電圧値を設定することができる。
【００４１】
スイッチ１２２ａ（ＳＷａ）は、電流電源装置１２１が出力する定電流の供給をオン（供給）オフ（遮断）させる。スイッチ１２２ａはコントローラ１１１からの信号に基づき、オン(定電流を出力)またはオフ（定電流を遮断）に設定または制御される。通常、スイッチ１２２ａは試験開始前にオンされ、半導体素子の試験中は常時、オン状態に維持される。
図１において、１台の電流電源装置１２１を図示している。電流電源装置１２１は１台に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、図１１に図示するように、本発明の半導体試験装置において、２台以上の電流電源装置１２１を保有させてもよい。電流電源装置１２１の台数が増加するほど、多種多様な電流波形Ｉｄを発生させることができる。
本発明の実施例において、電流電源装置１２１として説明するが、電流電源装置１２１は定電流を出力するものに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、電流電源装置１２１に最大電圧を設定できるものを使用する。一定の条件で、設定された最大電圧において、所定の定電流を出力できるように機能させることが例示される。また、定電流を出力する場合に、出力端子電圧を所定の最大電圧を設定できるように構成されることが例示される。したがって、電流電源装置１２１は、定電流のみ出力する装置ではなく、電圧、電流を出力できる電源装置であってもよい。
【００４４】
図１などの実施例において、電流電源装置１２１で電流Ｉｄを発生させるとして説明するが、電流Ｉｄは、トランジスタ１１７のオン抵抗の状態に応じて、印加電圧を調整することによっても実現できる。したがって、本発明の半導体試験装置において、電流を出力する電流電源装置１２１に限定するものではなく、電圧出力の電源装置で構成しても良いことはいうまでもない。
【００４５】
電流Ｉｄは、トランジスタ１１７のゲート電圧の電圧値の制御によっても実現できる。本明細書では、電流電源装置１２１の制御によって、トランジスタ１１７に所定の電流を印加するとして説明する。しかし、これに限定するものはなく、トランジスタ１１７のゲート端子ｇの電圧、トランジスタ１１７のコレクタ端子ｃの電圧を調整あるいは制御してもよいことは言うまでもない。
【００４６】
本発明の第１の半導体素子の試験方法の実施例では、説明を容易にするため、定電流Ｉａ＝Ｉｄは電流電源装置１２１ａが発生するとしている。トランジスタ１１７に流す電流Ｉｄは電流電源装置１２１を動作させることにより供給する。電流電源装置１２１はコントローラ１１１からの信号によりオン／オフ制御される。電流制御回路１１４はコントローラ１１１によりタイミング制御される。
【００４７】
トランジスタ１１７のエミッタ端子ｅは接地（グランド）されている（接地ラインと接続されている）。トランジスタ１１７のゲート端子ｇには、ゲートドライバ回路１１３が接続されている。
【００４８】
ゲートドライバ回路１１３からは、設定された周波数、かつ、設定されたオン電圧時間でトランジスタ１１７のゲートをオンさせるオン電圧Ｖｇが出力される。図３の実施例では、図４（ａ）に図示するように、トランジスタ１１７のオンオフ周期はｔｃｙｃｌｅであり、オン時間はｔｏｎ、オフ時間はｔｏｆｆである。
【００４９】
図４（ａ）のオン信号電圧Ｖｇｓに基づいて、トランジスタ１１７はオンオフ制御される。ゲートドライバ回路１１３はゲート信号制御回路１１２で制御される。
電流電源装置１２１ａは定電流Ｉａを出力し、定電流Ｉａがトランジスタ１１７のＩｄとして供給される。
【００５０】
ゲートドライバ回路１１３から出力されるＶｇｓ信号電圧により、トランジスタ１１７はオンオフ動作し、トランジスタ１１７がオンしている期間にトランジスタ１１７のチャンネル間に電流Ｉｄが流れる。
【００５１】
ゲートドライバ回路１１３は、内部に可変抵抗Ｖｒ１２５を有している。可変抵抗Ｖｒ１２５の値は、０（Ω）から５００（Ω）間で、所定値に、あるいはステップ的に設定できるように構成されている。ゲート端子ｇの波形を観察しながら、コントローラ１１１からの制御信号により可変抵抗Ｖｒ１２５の値を設定してもよい。
【００５２】
トランジスタ１１７のゲート端子ｇとエミッタ端子ｅまたは、コレクタ端子ｃ間に抵抗Ｒ（図示せず）を配置してもよい。抵抗Ｒの値を調整することにより、ゲート信号の立ち上がりおよび立ち下がり電圧波形の傾斜角度を調整できる。
【００５３】
可変抵抗Ｖｒ１２５の値が大きい場合は、トランジスタ１１７のゲート端子に印加するトランジスタ１１７のゲート信号の立ち上がり／立ち下がり波形の傾斜が緩やかになる。
【００５４】
一方、可変抵抗Ｖｒ１２５の抵抗値が小さい場合は、ゲート信号の立ち上がり／立ち下がり波形の傾斜が急峻になる。可変抵抗Ｖｒ１２５の値を変更あるいは所定値に設定することにより、トランジスタ１１７のオン時間を調整できる。
【００５５】
ゲートドライバ回路１１３は、トランジスタ１１７のゲート端子ｇに印加するゲート電圧において、立ち上がり波形の傾斜（立ち上がり時間Ｔｒ）と立ち下がり波形の傾斜（立ち下がり時間Ｔｄ）を設定できる。立ち上がり時間Ｔｒと立ち下がり時間Ｔｄを別々に調整することによりトランジスタ１１７のオン時間等を任意に調整できる。
【００５６】
可変抵抗Ｖｒ１２５の抵抗値は、コントローラ１１１により設定する。設定は、一定値であることに限定されない。ゲートドライバ回路１１３の立ち上がり波形の傾斜（立ち上がり時間Ｔｒ）と立ち下がり波形の傾斜（立ち下がり時間Ｔｄ）を変化させてもよい。ゲート信号の立ち上がり時の抵抗値と、立ち下がり時の抵抗値とを変化させてもよい。また、リアルタイムに抵抗値を可変制御してもよい。可変抵抗Ｖｒ１２５を可変制御することにより、トランジスタ１１７のオン時間が安定する。
【００５７】
ゲート信号の立ち上がり時の抵抗値を小さくすると、トランジスタ１１７のゲート端子に印加されるオン電圧の波形が急峻になり、高速にトランジスタ１１７がオンする。ゲート信号の立ち上がり時の抵抗値を大きくすると、トランジスタ１１７のゲート端子に印加されるオン電圧の波形が緩やかになり、緩やかにトランジスタ１１７がオンする。
【００５８】
ゲート信号の立ち下がり時の抵抗値を小さくすると、トランジスタ１１７のゲート端子に印加されるオン電圧の波形が急峻になり、高速にトランジスタ１１７がオフする。ゲート信号の立ち下がり時の抵抗値を大きくすると、トランジスタ１１７のゲート端子に印加されるオン電圧の波形が緩やかになり、緩やかにトランジスタ１１７がオフする。
【００５９】
以上のように、トランジスタ１１７のゲート端子に接続された可変抵抗Ｖｒの値、あるいはゲートドライバ回路１１３の立ち上がり時間／立ち下がり時間を制御あるいは調整または設定することができる。したがって、ゲートドライバ回路１１３の機能として、トランジスタ１１７に発生させる突入電流Ｉｓ、サージ電圧Ｖｓを変化あるいは変更することができる。
【００６０】
トランジスタ１１７の動作は、トランジスタ１１７のゲート端子のオン電圧の制御だけでなく、電流電源装置１２１がトランジスタ１１７に供給する定電流Ｉｄあるいは電圧Ｖｍの値を変化あるいは設定できることは言うまでもない。
【００６１】
ゲートドライバ回路１１３の可変抵抗Ｖｒ１２５はコントローラ１１１により制御される。図４に図示するゲートドライバ回路１１３が出力するゲート信号の周期時間ｔｃｙｃｌｅ、オン時間ｔｏｎあるいはオフ時間ｔｏｆｆはゲート信号制御回路１１２が制御し、ゲート信号がトランジスタ１１７のゲート端子に印加される。また、ゲート信号制御回路１１２はコントローラ１１１により制御される。
【００６２】
図１などにおいて、ゲートドライバ回路１１３の可変抵抗Ｖｒ１２５の抵抗値は、可変としたがこれに限定するものではない。例えば、可変抵抗Ｖｒ１２５を外付け抵抗とし、抵抗をコネクタ（図示せず）などによりトランジスタ１１７のゲート端子に接続してもよいことは言うまでもない。
接続する抵抗の値は、トランジスタ１１７のゲート端子の波形、チャンネル電流Ｉｄの波形を観察して設定する。
【００６３】
図１などにおいて、トランジスタ１１７のコレクタ端子ｃとエミッタ端子ｅ間には定電流回路Ｐｃ１１８が接続されている。定電流回路１１８は、所定の定電流Ｉｃを流す。定電流Ｉｃはトランジスタ１１７の温度をモニターするためである。
【００６４】
なお、ＩＧＢＴを例示して本明細書は説明するため、トランジスタ１１７の端子はゲート端子ｇ、コレクタ端子ｃ、エミッタ端子ｅである。ＭＯＳトランジスタ１１７の場合は、トランジスタ１１７の端子はゲート端子ｇ、ドレイン端子ｄ、ソース端子ｓとなる。
【００６５】
トランジスタ１１７には、ボディダイオードあるいはチャンネルダイオードＤｉが形成されている。なお、ダイオードＤｉはトランジスタ１１７が形成された半導体チップに実装された別の半導体チップのダイオードであってもよい。
【００６６】
ダイオードＤｉは、トランジスタ１１７の形成時に副次的に形成されるダイオード（寄生ダイオード）を利用してもよい。寄生ダイオードはトランジスタ１１７の層構造により副次的に形成される。ダイオードＤｉは、構造上、トランジスタ１１７のチャンネル部の近傍に形成される。
【００６７】
ダイオードＤｉは、トランジスタ１１７を動作させている時には動作しないものであれば、いずれの素子でもよい。例えば、ダイオードに限定されるものではなく、トランジスタをダイオード接続して使用しても良いことはいうまでもない。
【００６８】
また、ダイオードなどの半導体に限定されるものではなく、抵抗などのデバイスでもよい。抵抗などのデバイスに定電流Ｉｃを印加することにより、抵抗の端子電圧を測定する。この電圧を電圧Ｖｉとして測定する。
【００６９】
以上のように、温度を取得する素子は、半導体などのデバイスだけでなく、抵抗などのデバイスでもよい。つまり、電流を流すことにより電圧値を取得できるデバイス、あるいは電圧を印加することにより電流値を取得できるデバイスであればいずれのデバイスでも適用できる。
【００７０】
ダイオードＤｉはトランジスタ１１７の発熱により抵抗値が変化する。ダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流すと、ダイオードＤｉの抵抗値の変化に比例してダイオードＤｉの端子間の電圧が変化する。端子間の電圧をモニターあるいは測定すれば、トランジスタ１１７の温度、または温度の変化を知ることができる。
トランジスタ１１７の温度をダイオードＤｉの電圧からモニターするためには、温度係数を予め取得しておく必要がある。
【００７１】
温度係数は、トランジスタ１１７を恒温槽で所定温度に設定し、ダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流して、ダイオードＤｉの端子電圧を測定する。前記所定温度を変化させ、かつダイオードＤｉの端子電圧を測定することにより、温度に対するダイオードの端子電圧を取得できる。したがって、温度に対するダイオードＤｉの端子電圧からトランジスタ１１７の温度係数Ｋを求めることができる。
【００７２】
温度係数Ｋは、トランジスタ１１７の各生産ロットで異なる場合があるが、一般的には生産ロットで一定の値を示す。したがって、各生産ロットで、試験を行うトランジスタ１１７を抜き取り、温度係数Ｋを求めておけば他のトランジスタ１１７の温度係数Ｋにも使用できる。
【００７３】
精度よく温度係数Ｋを取得するには、同じロットでも、各トランジスタ１１７の温度係数Ｋを個別に測定して試験をする。温度係数Ｋの測定は、恒温槽の使用に限定されない。例えば、トランジスタ１１７を実装したヒートシンクに流す水温を変えて温度係数Ｋを取得する。
【００７４】
試験時は、トランジスタ１１７に間欠的に、試験電流Ｉｄを印加する。試験電流Ｉｄをオフした直後あるいは、オフした後、短時間の所定時間の経過後、定電流回路１１８から、温度測定用の定電流Ｉｃを流す。
【００７５】
定電流Ｉｃでトランジスタ１１７が発熱することを防止するため、あるいは定電流Ｉｃの影響がないようにするため、定電流Ｉｃはトランジスタ１１７のチャンネルに流す定電流Ｉｄよりも十分に小さい電流値にする。定電流Ｉｄは、温度測定に影響を与える発熱しない程度の電流を流す。
【００７６】
具体的には、定電流Ｉｃは試験時にトランジスタ１１７に流す電流Ｉｄの１／１０００以下に設定する。好ましくは、トランジスタ１１７に流す電流Ｉｃは電流Ｉｄの１×１０６の１以上１×１０４の１以下にする。定電流Ｉｃは０．１ｍＡ以上１００ｍＡ以下にする。
【００７７】
チャンネル電流Ｉｄを変化させ、ダイオードＤｉ電圧（トランジスタ１１７のコレクタ−エミッタ端子間電圧）を測定して、温度係数Ｋを求める。求められた温度係数Ｋは、温度測定回路１１５に記憶させる。
【００７８】
温度を測定する時、ダイオードＤｉがトランジスタ１１７と同一チップ内に形成されている場合、ゲート電圧Ｖｇｓによって飽和電圧のＶｎ電圧が変化する場合がある。ゲート電圧Ｖｇｓはゼロ（０）電圧または負電圧（マイナス電圧）とすることが好ましい。
【００７９】
図２に示すように、温度情報Ｔｊに基づいて、コントローラ１１１はチラー１３６を制御する。チラー１３６は循環水（循環溶液）の温度を調整し、加熱冷却プレート１３４の温度を調整する。
【００８０】
以上の実施例では、予め、温度係数Ｋを求めるとしたが、本発明の半導体試験方法はこれに限定するものではない。なお、温度係数とダイオード端子電圧などからトランジスタ１１７の温度情報Ｔｊを求める。
トランジスタ１１７と加熱冷却プレート１３４に密着して配置し、加熱冷却プレート１３４の温度が、トランジスタ１１７と略一致するように構成する。
【００８１】
コントローラ１１１はチラー１３６を制御して、加熱冷却プレート１３４の温度を所定温度にし、トランジスタ１１７に定電流Ｉｃを印加して、ダイオードＤｉの端子電圧を測定する。
【００８２】
測定結果から、温度係数Ｋを求める。加熱冷却プレート１３４の温度は、複数の温度に設定し、それぞれの温度での温度係数Ｋを求め、結果からより温度係数の値の精度を向上させる。
【００８３】
温度係数Ｋは、トランジスタ１１７を加熱冷却プレート１３４で所定温度にし、ダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流して、端子電圧を測定する。前記所定温度を変化させ、かつダイオードＤｉの端子電圧を測定することにより、温度に対するダイオードＤｉの端子電圧を取得できる。したがって、温度に対するダイオードＤｉの端子電圧からトランジスタ１１７の温度係数Ｋを求めることができる。
【００８４】
トランジスタ１１７の試験時は、定電流Ｉｃは、チャンネル電流Ｉｄが流れていない時にダイオードＤｉに流す。つまり、トランジスタ１１７がオンしていない時に、定電流Ｉｃを流してダイオードＤｉの端子間電圧を測定する。
【００８５】
オペアンプ回路（バッファ回路）１１６は、ダイオードＤｉの端子電圧Ｖｉ（端子ｃ−端子ｅ）を出力する。なお、オペアンプ回路１１６は、オペアンプ素子から構成されるものに限定されない。入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いものであればいずれのものでもよい。
温度測定回路１１５を保持されている温度係数Ｋと電圧Ｖｉから、試験を実施しているトランジスタ１１７の温度情報Ｔｊを求める。
【００８６】
求められた温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られる。コントローラ１１１は、温度情報Ｔｊが所定設定値以上のなった場合、トランジスタ１１７が所定のストレス状態、あるいは劣化状態となったと判断し、試験の制御変更あるいは試験の停止などを行う。
【００８７】
試験でトランジスタが劣化する箇所は主として、トランジスタ１１７内の接合部であることが多い。半導体そのものが劣化することはなく、トランジスタ１１７の接合部（ボンディング、ダイボンドなど）が劣化し、接合部の抵抗値が高くなる。抵抗値が高くなることにより、電圧Ｖｃｅが高くなり、発熱してトランジスタ１１７の温度が上昇する。
【００８８】
半導体が劣化する場合は、トランジスタ１１７のゲート酸化膜（絶縁膜）の劣化である場合が多い。ゲート酸化膜の劣化が発生した場合は、酸化膜（絶縁膜）の短絡状態になり、電圧Ｖｃｅは下がる。または、トランジスタ１１７がオフ状態となり、トランジスタ１１７には電流は流れず、電圧Ｖｃｅは電源電圧の最大値まで上昇する。
【００８９】
温度情報Ｔｊは、試験開始時は、最低温度Ｔ１から最高温度Ｔ２の間を変化する。試験によりトランジスタ１１７にストレスがかかると、トランジスタ１１７のＶｃｅ電圧が変化し、通常は温度情報Ｔｊが高くなる方向に変化する。
したがって、図５（ｃ）に図示するように、最低温度は、温度Ｔ１より上昇し、最高温度は温度情報Ｔｍ（Ｔｊｍａｘ）に近づく。
本発明の半導体の試験方法では、試験の終了は下記のいずれかの条件で停止する。
・温度情報Ｔｊが所定範囲内から外れた場合。
・チャンネル電圧Ｖｃｅが所定の電圧範囲から外れた場合。
・熱抵抗が所定の範囲内から外れた場合。
【００９０】
図１などの実施例において、スイッチＳｓａ１２４ａ、スイッチＳａｂ１２４ｂはスイッチの記号を使用している。スイッチＳｓａ１２４ａ、スイッチＳａｂ１２４ｂは、クローズ（オン）した時の抵抗（オン抵抗）が小さいものであれば、いずれの素子でもスイッチとして使用できる。例えば、トランジスタ、メカニカルリレー、ホトトランジスタ、ホトダイオードスイッチなどが例示される。
【００９１】
本実施例では、スイッチＳｓａ、スイッチＳａｂは、図３に図示するようにパワーＭＯＳＦＥＴを使用している。パワーＭＯＳＦＥＴはチャンネル間の電圧（Ｖｓｄ）が小さい。
スイッチＳｓａ、スイッチＳａｂはパワーＭＯＳＦＥＴだけでなく、パワートランジスタなどであっても良いことはいうまもない。
【００９２】
パワーＭＯＳＦＥＴ１２４ｂのオン時のチャネル電圧（Ｖｓｄｂ）は、パワーＭＯＳＦＥＴ１２４ａのオン時のチャネル電圧（Ｖｓｄａ）以下となるものを選定する。つまり、パワーＭＯＳＦＥＴ１２４ｂのオン時のチャネル電圧（Ｖｓｄｂ）は、パワーＭＯＳＦＥＴ１２４ａのオン時のチャネル電圧（Ｖｓｄａ）よりも小さくなるようにする。スイッチ１２４ｂがオンした時、完全に電流電圧装置１２１ａの端子間を短絡して、電流Ｉｍを安定して流すためである。
以上の事項は、スイッチ１２４がパワートランジスタなどの場合も同様である。パワートランジスタ１２４の場合は、チャンネル電圧はＶｃｅとなる。
【００９３】
図４は、第１の実施例における本発明の半導体素子の試験方法の説明図である。図４においてＶｇｓは、試験をするトランジスタ１１７のゲート端子に印加するゲート信号である。Ｉｄは試験時にトランジスタ１１７に流す電流である。説明を容易にするため、トランジスタ１１７がオン時に定電流Ｉａを流すとしている。
【００９４】
図４（ｃ）Ｓｔ１はダイオードＤｉに電流Ｉｃを流すタイミング信号であり、Ｓｔ１がＨレベルの時、トランジスタ１１７のダイオードＤｉに電流が流れる。オペアンプ回路１１６はダイオードＤｉの端子間電圧を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られ、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊにしたがってトランジスタ１１７の試験を実施する。
【００９５】
Ｉｄは試験を行うトランジスタ１１７に流れる電流であり、電流電源装置１２１が出力する電流である。Ｓｔ１、Ｓｔ２は温度測定用のダイオードに測定用電流を流す時間あるいは温度の測定時間である。
図４（ｅ）Ｓｓａはスイッチ１２４ａのオンオフ信号、図４（ｆ）Ｓａｂはスイッチ１２４ｂのオンオフ信号である。
【００９６】
図４（ｇ）Ｖｃｅはトランジスタ１１７のｃ端子の電圧（トランジスタ１１７のチャンネル電圧）、温度情報Ｔｊは測定されたトランジスタ１１７の温度変化を示す。
【００９７】
図４（ａ）に図示するように、ゲートドライバ回路１１３からゲート信号Ｖｇｓがトランジスタ１１７のゲート端子ｇに印加される。ゲート信号Ｖｇｓは周期時間ｔｃｙｃｌｅ、オン時間ｔｏｎである。周期時間ｔｃｙｃｌｅ、オン時間ｔｏｎはゲート信号制御回路１１２で任意の値に設定することができる。また、オン電圧Ｖｇも任意の電圧に設定することができる。
【００９８】
図４（ｄ）Ｓｔ２は図７に示す実施例において、ダイオードＤｓａ、ダイオードＤｓｂに電流Ｉｃを流すタイミング信号である。Ｓｔ２がＨレベルの時、トランジスタ１１７のダイオードＤｓａまたはＤｓｂに電流が流れる。トランジスタ１１７と独立したデバイス（ダイオード）に定電流Ｉｃを流して温度情報Ｔｊを取得する場合である。
【００９９】
オペアンプ回路１１６はダイオードＤｓａまたはＤｓｂの端子間電圧を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られ、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊに基づいてトランジスタ１１７の試験を実施する。なお、Ｓｔ２に関連する事項は、図７等で説明する。
【０１００】
理解を容易にするため、測定された温度情報Ｔｊは図４（ｈ）で示すように、Ｔ１からＴ２の間を変化するとして説明する。温度情報Ｔｊはトランジスタ１１７に通電されることにより高くなり、通電する電流が停止すると低下する。また、温度情報Ｔｊはトランジスタ１１７の特性変化にともなって変化する。
【０１０１】
図４（ｅ）ＳｓａはスイッチＳｓａのオンオフ制御信号のタイミングを示す。ＳｓａがＶｏｎになるとスイッチＳｓａがクローズ（オン）する。０の場合は、スイッチＳｓａがオープン（オフ）になり、電流あるいは電圧の印加が遮断される。
【０１０２】
図４（ｆ）ＳｓｂはスイッチＳｓｂのオンオフ制御信号のタイミングを示す。ＳｓｂがＶｏｎになるとスイッチＳｓｂがクローズ（オン）する。０の場合は、スイッチＳｓｂがオープン（オフ）になる。
【０１０３】
図４（ｇ）Ｖｃｅはトランジスタ１１７のチャンネル電圧（エミッタ端子とコレクタ端子間の電圧）である。トランジスタ１１７のオンオフにともなって、サージ電圧、ザージ電流が発生し、また、トランジスタ１１７のオン抵抗の変化にともないＶｃｅ波形が時間的に複雑に変化する。また、ダイオードＤｉに電流Ｉｃが流れることにより、トランジスタ１１７のＶｃｅ波形は変化する。
【０１０４】
本明細書、図面では、説明を容易にするため、あるいは作図を容易にするため、トランジスタ１１７がオンの時は電圧Ｖｎになるとし、トランジスタがオフの時は電圧Ｖｅになるとして説明をする。
ゲート信号は、周期ｔｃｙｃｌｅ、オン時間ｔｏｎ、オフ時間ｔｏｆｆで試験をするトランジスタ１１７のゲート端子に印加される。
【０１０５】
ゲート信号Ｖｇｓはトランジスタ１１７がＮチャンネルの場合は、グランド（接地）電圧０（Ｖ）がオフ電圧であり、Ｖｇがオン電圧である。トランジスタ１１７がＰチャンネルの場合は、オン電圧の電位とオフ電圧の電位を変更する。
【０１０６】
トランジスタ１１７をオンする前のｔｎ２期間は、オフ電圧よりもマイナス側のＶｔ電圧にする。また、トランジスタ１１７をオフ後のｔｎ１期間は、オフ電圧よりもマイナス側のＶｔ電圧にする。
Ｖｔ電圧は、０（Ｖ）よりも低く、−４（Ｖ）よりも高い電圧である。したがって、Ｖｔとは、−４（Ｖ）以上かつ０（Ｖ）よりも低い電圧である。
【０１０７】
なお、トランジスタ１１７がＳｉＣの場合はオフ電圧をＶｔ電圧とし、ＩＧＢＴの場合は、オフ電圧を０（Ｖ）とする。以上のように、試験するトランジスタ１１７の種類に応じて、トランジスタ１１７に供給するオフ電圧を変更できるように本発明の半導体試験装置を構成している。
【０１０８】
Ｖｔ電圧が印加されている時に、Ｓｔ１（Ｓｔ２）をＨレベルにしてトランジスタ１１７の温度を測定する。Ｖｔ電圧を印加している期間にダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流す。また、Ｓｔ１（Ｓｔ２）のＨレベルに期間には定電流Ｉｃを流す。
【０１０９】
トランジスタ１１７のゲート端子にＶｔ電圧が印加されることにより、トランジスタ１１７のオフ状態が安定し、温度情報Ｔｊの測定を安定して実施することができる。また、温度情報Ｔｊの測定時にノイズが乗りにくく、温度情報Ｔｊの測定精度が向上する。
【０１１０】
トランジスタ１１７のゲート端子にＶｔ電圧を印加することにより、トランジスタ１１７のリーク電流が減少し、Ｖｉ電圧の測定精度が向上、また測定が安定する。
【０１１１】
ゲート信号Ｖｇｓは、ｔｎ１、ｔｎ２の時間にＶｔ電圧にされる。一例としてｔｎ１、ｔｎ２の時間は、０．２ｍ秒以上２ｍ秒以下の時間である。トランジスタ１１７は０（Ｖ）でオフする。
【０１１２】
したがって、トランジスタ１１７のゲート端子ｇには、Ｖｇ、０（Ｖ）、Ｖｔの３電圧を印加する。Ｖｔを印加している期間に、トランジスタのダイオードＤｉに電流を流して温度情報Ｔｊを測定する。
【０１１３】
ダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流すときには、スイッチＳｓａをオフして、電流電源装置１２１ａからの電流がトランジスタ１１７に印加されないように制御する。
【０１１４】
ダイオードＤｉに定電流Ｉｃを流すことにより、ダイオードＤｉの端子電圧を取得し、オペアンプ回路１１６は端子電圧に対応するＶｉ電圧を出力する。Ｖｉ電圧は温度測定回路１１５に入力され、温度測定回路１１５はトランジスタ１１７の温度に対応する温度情報Ｔｊを求める。
【０１１５】
温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に転送され、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊに基づいてトランジスタ１１７の試験の継続、停止、条件変更など、トランジスタ１１７の試験を制御する。
【０１１６】
図４（ｅ）Ｓｓａはスイッチ１２４ａのオンオフ制御するタイミング信号である。図４（ｆ）Ｓｓｂはスイッチ１２４ｂのオンオフ制御するタイミング信号である。
【０１１７】
スイッチ１２４ａは、トランジスタ１１７のＶｇｓ信号がＶｇになってから、ｔｍ２時間遅れてオンする。ｔｍ２時間はコントローラ１１１により変更設定できるように構成されている。
【０１１８】
スイッチ１２４ａがオンする前のｔｂ２時間前にスイッチ１２４ｂがオンする。スイッチ１２４ａがオンしてからｔｂ１時間後までスイッチ１２４ｂのオン状態は維持される。ｔｂ２時間、ｔｂ１時間は独立して変更設定できるように構成されている。
特に、ｔｂ１の設定は重要である。ｔｂ１の時間は、トランジスタ１１７のＶｃｅ電圧の波形を観察して、適正に設定あるいは変更する。
【０１１９】
スイッチ１２４ａは、トランジスタ１１７のＶｇｓ信号がＶｔになるｔｍ１時間前にオフする。ｔｍ１時間はコントローラ１１１により変更設定できるように構成されている。
【０１２０】
スイッチ１２４ａがオフする前のｔａ２時間前にスイッチ１２４ｂがオンする。スイッチ１２４ａがオフしてからｔａ１時間後までスイッチ１２４ｂのオン状態は維持される。ｔａ２時間、ｔａ１時間は独立して変更設定できるように構成されている。
特に、ｔａ１の設定は重要である。ｔａ１の時間は、トランジスタ１１７のＶｃｅ電圧の波形を観察あるいは測定して、適正に設定あるいは変更する。
【０１２１】
スイッチＳｓｂがオンすることにより、電流電源装置１２１ａの出力端子がグランド（接地ライン）と短絡し、電荷が放電される。電荷が放電されることにより電流電源装置１２１ａの端子電圧は０（Ｖ）（グランド電圧）となる。また、電流電源装置１２１ａが出力する電流Ｉａを、電流Ｉｍとして接地（グランド）へ流す。したがって、電流Ｉａはトランジスタ１１７に印加されることはなく、また、トランジスタ１１７のコレクタ電圧が上昇することはない。
【０１２２】
ｔｂ２時間は、電流電源装置１２１ａの出力電圧が０（Ｖ）あるいは０（Ｖ）近傍になる時間、あるいは、電流電源装置１２１ａの出力電圧の方が、トランジスタ１１７のコレクタ電圧よりも低くなる時間を観察あるいは測定して設定する。
【０１２３】
上記の電圧の関係が所定値になった時刻（ｔｂ２経過後）で、スイッチ１２４ａをオンさせて、電流電源装置１２１ａからの電流Ｉａ（＝Ｉｄ）を印加する。しかし、このときは、スイッチ１２４ｂがオンしているため、電流電源装置１２１ａからの電流Ｉａ（＝Ｉｄ）は、スイッチ１２４ｂを介して電流Ｉｍとしてグランド（接地ライン）に流れる。したがって、トランジスタ１１７には定電流Ｉｄは流れない。
スイッチ１２４ａがオンしてから、ｔｂ１時間経過後、スイッチ１２４ｂがオフし、試験電流Ｉｄがトランジスタ１１７に供給される。
試験電流Ｉｄは、図４のように、スイッチ１２４ａに同期して、トランジスタ１１７に供給される。
【０１２４】
以上のようにスイッチ１２４ａ、１２４ｂを動作させることにより、トランジスタ１１７にはサージ電圧Ｖｓあるいは突入電流Ｉｓが印加されない。または、サージ電圧Ｖｓあるいは突入電流Ｉｓが抑制され、良好なトランジスタ１１７の試験を実施することができる。
【０１２５】
トランジスタ１１７への試験電流Ｉｄの停止時は、スイッチ１２４ａのオフさせるｔａ２前にスイッチ１２４ｂをオンさせる。スイッチＳｓｂを介して、電流電源装置１２１ａが出力する定電流Ｉａは電流Ｉｍとしてグランドに流れ、トランジスタ１１７には供給されない。
【０１２６】
ｔａ２時間は、電流電源装置１２１ａの出力電圧が０（Ｖ）あるいは０（Ｖ）近傍になる時間、あるいは、電流電源装置１２１ａの出力電圧の方が、トランジスタ１１７のコレクタ電圧よりも低くなる時間を観察して設定する。
【０１２７】
上記の電圧の関係が所定値になった時刻（ｔａ２経過後）で、スイッチ１２４ａをオフさせる。スイッチ１２４ａがオフしてから、ｔａ１時間経過後、スイッチ１２４ｂがオフされる。
【０１２８】
以上のようにスイッチ１２４ａ、１２４ｂを以上のように動作あるいは制御することにより、トランジスタ１１７にはサージ電圧Ｖｓあるいは突入電流Ｉｓが印加されない。または、サージ電圧Ｖｓあるいは突入電流Ｉｓが抑制され、良好なトランジスタ１１７の試験を実施することができる。
【０１２９】
トランジスタ１１７に定電流Ｉｄが供給されることにより、温度情報Ｔｊは上昇する。トランジスタ１１７への定電流Ｉｄが停止することにより、温度情報Ｔｊは下降する。温度情報ＴｊはＴ１とＴ２間を変動する。試験によりトランジスタ１１７の特性が変動すると温度情報Ｔｊは徐々に上昇する。
一定値の電流Ｉｄをトランジスタ１１７に印加するには、電流電源装置１２１ａを動作させ、トランジスタ１１７に電流Ｉｄ（＝Ｉａ）を印加する。
【０１３０】
図１、図５などに図示するように、ゲートドライバ回路１１３の可変抵抗Ｖｒ１２５の抵抗値も設定することができる。抵抗値を大きくすることにより、ゲート信号Ｖｇｓの立ち上がり／立ち下がり波形は、図５（ａ）の点線あるいは一点鎖線のように変化させることができる。
【０１３１】
ゲート信号Ｖｇｓの変化あるいは設定により、トランジスタ１１７に流れる電流Ｉｄも図５（ｂ）に図示するように、点線あるいは一点鎖線のように変化させることができる。
電流Ｉｄの立ち上り波形、立ち下り波形を変化させることにより、サージ電圧あるいは突入電流を調整あるいは抑制することができる。
【０１３２】
温度情報Ｔｊは図５（ｃ）に図示するように、試験によりトランジスタ１１７の特性が変化するにともなって、実線から点線、点線から一点鎖線に変化する。温度情報ＴｊがＴｍのレベルに達した時に試験を停止する。あるいは、温度情報Ｔｊの変化割合が所定値になったときに試験と停止する。また、試験条件を変更する。
【０１３３】
図６に図示するように、スイッチＳｓａ（スイッチ１２４ａ）がオフ状態の時に、Ｓｔ１信号をＨにして、温度情報Ｔｊを測定する。Ｓｔ１信号は、ゲート信号がＶｔの時に、Ｈレベルにする。ｔｎ２期間で、ｔｃ２の期間にＨレベルにして、温度情報Ｔｊを測定する。ｔｎ１期間で、ｔｃ１の期間に温度情報Ｔｊを測定する。
【０１３４】
ｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊは、トランジスタ１１７が冷却された時点の温度情報Ｔｊとなる。ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊは、トランジスタ１１７に電流Ｉｄを停止した直後の温度情報Ｔｊとなる。
試験の停止、条件変更、制御の変更などは、ｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊと、ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊで判断する。
【０１３５】
ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊがｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊに比較して変化率が大きい場合、ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊがｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊとの絶対値の差が大きい場合等、測定値温度情報Ｔｊに対応して、試験を制御、変更する。
【０１３６】
また、ｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊが標準値と所定値異なっていると場合、トランジスタ１１７の接続状態、試験装置に問題があるかを判定し「試験を開始せず」の判断などを行う。
ｔｃ２あるいはｔｃ１期間に、Ｖｉを複数回測定し、Ｖｉに対する温度情報Ｔｊを求める。
【０１３７】
図７の実施例では、図４（ｄ）のＳｔ２信号のタイミングで温度情報Ｔｊを測定する。スイッチＳｓａ（スイッチ１２４ａ）がオフ状態の時に、Ｓｔ２信号をＨにして、温度情報Ｔｊを測定する。ｔｎ２期間で、ｔｃ２の期間にＨレベルにして、温度情報Ｔｊを測定する。ｔｃ１の期間は、ｔｏｎの期間、ｔｎ1の期間にいずれの期間に温度情報Ｔｊを測定してもよい。ｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊと、ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊは、平均を取り、温度情報Ｔｊを求める。
【０１３８】
なお、ｔｃ２あるいはｔｃ１期間に、Ｖｉを複数回測定し、Ｖｉに対する温度情報Ｔｊを求める。図４の他の信号あるいはスイッチの動作は、図１で説明した実施例と同一あるいは同様である。
以上の実施例は、トランジスタ１１７に付加する、あるいは形成されたダイオードで温度情報Ｔｊを測定する実施例であった。
【０１３９】
図７は本発明の第２の実施例における半導体試験装置の説明図である。図７の実施例では、トランジスタ１１７にトランジスタとは接続されていない（独立した）ダイオードＤｓが形成された実施例である。
【０１４０】
ダイオードＤｓａは定電流Ｉｃを流す向きに形成されている。ダイオードＤｓｂは定電流Ｉｃ’を流す向きに形成されている。定電流回路１１８（Ｐｃ）は定電流Ｉｃおよび定電流Ｉｃ’を発生する。
【０１４１】
ダイオードＤｓａ、ダイオードＤｓｂは温度測定用のダイオードである。ダイオードＤｓａ、ダイオードＤｓｂの構造は、図１のダイオードＤｉと類似あるいは同一である。
【０１４２】
ダイオードＤｉがトランジスタ１１７の端子（ｃ、ｅ）と接続されているのに対して、ダイオードＤｓａ、ダイオードＤｓｂはトランジスタ１１７の端子とは接続されておらず、独立した端子に接続されている点、ダイオードＤｉは図４（ｃ）のＳｔ１のタイミングで温度情報Ｔｊが測定されるのに対し、ダイオードＤｓａ、ダイオードＤｓｂは図４（ｄ）Ｓｔ２のタイミングで温度情報Ｔｊが測定される点以外は、同一動作あるいは同一構成である。
【０１４３】
図７の実施例では、トランジスタ１１７に電流Ｉｄを流している状態でもダイオードに定電流Ｉｃを流すことができる。したがって、温度情報Ｔｊを測定する時間を自由に設定することができる。図４（ｄ）に図示するように、ｔｃ１、ｔｃ２の位置を設定することができる。
【０１４４】
ただし、ｔｃ２にあっては、図４（ｄ）に示すように、ゲート信号がＶｔの期間に配置あるいは設定する。ｔｃ２の期間で測定する温度情報Ｔｊは、トランジスタ１１７が動作前の値として使用する。ｔｃ１の期間は、トランジスタ１１７の定電流Ｉｄを停止する直前が好ましい。なお、定電流Ｉｄの停止した直後でもよい。直前、直後とは１ｍ秒以内の時間とすることが好ましい。
図４（ｄ）のＳｔ２はダイオードＤｓ（Ｄｓａ、Ｄｓｂ）の電流Ｉｃ（または電流Ｉｃ’）を流すタイミング信号である。
【０１４５】
Ｓｔ２がＨレベルの時、トランジスタ１１７のダイオードＤｓ（Ｄｓａ、Ｄｓｂ）に電流が流れる。オペアンプ回路１１６はダイオードＤｓの端子間電圧を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。
【０１４６】
温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られ、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊにしたがってトランジスタ１１７の試験を実施あるいは停止あるいは制御を変更する。
【０１４７】
Ｓｔ２がＨレベルの時に、定電流回路１１８は定電流Ｉｃを流し、定電流ＩｃはダイオードＤｓａに流れる。また、定電流回路１１８は定電流Ｉｃ’を流し、定電流Ｉｃ’はダイオードＤｓｂに流れる。
【０１４８】
定電流Ｉｃと定電流Ｉｃ’は同一の大きさの電流である。ただし、ダイオードＤｓａとダイオードＤｓｂの閾値電圧が異なる場合、ダイオードＤｓａとダイオードＤｓｂの特性が異なる場合などは、定電流Ｉｃと定電流Ｉｃ’の大きさを異ならせることが好ましい。
【０１４９】
オペアンプ回路１１６はダイオードＤｓａまたはＤｓｂの端子間電圧を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られ、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊにもとづいてトランジスタ１１７の試験を実施する。
【０１５０】
定電流Ｉｃを流して求めたＴｊと、定電流Ｉｃ’を流して求めた温度情報Ｔｊとは、平均値をとる、あるいは重みづけ処理を行い、１つの温度情報Ｔｊの値とする。この温度情報Ｔｊを用いて、コントローラ１１１はトランジスタ１１７の試験を実施あるいは停止あるいは制御を変更する。
他の事項は、本明細書、図面で説明した事項あるいは内容と同一あるいは類似であるので説明を省略する。
【０１５１】
本発明はその要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。  本明細書および図面に記載した事項あるいは内容は、相互に組み合わせることができることは言うまでもない。
【０１５２】
図８は本発明の第３の実施例における半導体試験装置の説明図である。図８において、トランジス１１７のゲート端子とエミッタ端子間にダイオードＤｉａ、ダイオードＤｉｂが形成されている。
【０１５３】
ダイオードＤｉａ、ダイオードＤｉｂは寄生ダイオードとしてトランジスタ１１７の形成にともない形成される。また、トランジスタ１１７の温度測定のために付加的に形成される場合もある。なお、ダイオードＤｉａとダイオードＤｉｂの両方が形成される場合もあるが、一方の場合もある。
【０１５４】
トランジスタ１１７のゲート端子には、スイッチ１２４ｃが形成または配置される。スイッチ１２４ｃはアナログスイッチ、メカニカルリレー、ホトＭＯＳスイッチなどが例示される。
【０１５５】
Ｔｉを求めるタイミングは、図４（ｃ）のＳｔ１で実施される。スイッチＳｓａ（スイッチ１２４ａ）がオフ状態の時に、Ｓｔ１信号をＨにして、温度情報Ｔｊを測定する。Ｓｔ１信号は、ゲート信号がＶｔの時に、Ｈレベルにする。ｔｎ２期間で、ｔｃ２の期間にＨレベルにして、温度情報Ｔｊを測定する。ｔｎ１期間で、ｔｃ１の期間に温度情報Ｔｊを測定する。ｔｃ２の期間に測定した温度情報Ｔｊは、トランジスタ１１７が冷却された時点の温度情報Ｔｊとなる。ｔｃ１期間に測定した温度情報Ｔｊは、トランジスタ１１７に電流Ｉｄを停止した直後の温度情報Ｔｊとなる。
【０１５６】
ダイオードＤｉａは定電流Ｉｃを流す向きに形成されている。ダイオードＤｉｂは定電流Ｉｃ’を流す向きに形成されている。定電流回路１１８は定電流Ｉｃおよび定電流Ｉｃ’を発生する。
【０１５７】
ダイオードＤｉａ、ダイオードＤｉｂは温度情報Ｔｊを取得するためのダイオードである。ダイオードＤｉａ、ダイオードＤｉｂは、図１のダイオードＤｉと類似である。ダイオードＤｉがトランジスタ１１７のコレクタ端子とエミッタ端子と接続されている。ダイオードＤｉａ、ダイオードＤｉｂはトランジスタ１１７のベース端子とエミッタ端子は接続されている。
図８の実施例では、トランジスタ１１７に電流Ｉｄを流していない状態でもダイオードに定電流Ｉｃを流す。
図４（ｃ）のＳｔ１はダイオードＤｉ（Ｄｉａ、Ｄｉｂ）に電流Ｉｃ（または電流Ｉｃ’）を流すタイミング信号である。
【０１５８】
Ｓｔ１がＨレベルの時、トランジスタ１１７のダイオードＤｉに電流が流れる。ダイオードＤｉ（Ｄｉａ、Ｄｉｂ）に電流Ｉｃ（または電流Ｉｃ’）を流す時は、スイッチ１２４ｃをオープン（ハイインピーダンス）にする。スイッチ１２４ｃをオープンにした状態で、ダイオードＤｉに定電流Ｉｃまたは定電流Ｉｃ’を流す。
【０１５９】
オペアンプ回路１１６はダイオードＤｉの端子間電圧（トランジスタ１１７のゲート端子とエミッタ端子間の電圧）を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られる。コントローラ１１１は温度情報Ｔｊによってトランジスタ１１７の試験を実施あるいは停止あるいは制御を変更する。
【０１６０】
図４（ｃ）のようにＳｔ１がＨレベルの時に、定電流回路１１８は定電流Ｉｃを流し、定電流ＩｃはダイオードＤｉａに流れる。また、定電流回路１１８は定電流Ｉｃ’を流し、定電流Ｉｃ’はダイオードＤｉｂに流れる。
【０１６１】
なお、定電流Ｉｃと定電流Ｉｃ’は同一の大きさの電流である。ただし、例えば、ダイオードＤｓａとダイオードＤｓｂの閾値電圧が異なる場合、ダイオードＤｓａとダイオードＤｓｂの特性が異なる場合などは、定電流Ｉｃと定電流Ｉｃ’の大きさを異ならせることが好ましい。
【０１６２】
オペアンプ回路１１６はダイオードＤｉａまたはＤｉｂの端子間電圧を取得し、温度測定回路１１５は端子間電圧を温度情報Ｔｊに変換する。温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られ、コントローラ１１１は温度情報Ｔｊにもとづいてトランジスタ１１７の試験を実施あるいは継続する。
【０１６３】
定電流Ｉｃを流して求めた温度情報Ｔｊと、定電流Ｉｃ’を流して求めた温度情報Ｔｊとは、平均値をとる、あるいは重みづけ処理を行って、１つの温度情報Ｔｊの値とする。この温度情報Ｔｊを用いて、コントローラ１１１はトランジスタ１１７の試験を実施あるいは停止あるいは制御方法を変更する。
【０１６４】
図９は本発明の第４の実施例における半導体試験装置の説明図である。図１との差異は、ダイオード接続されたトランジスタ１１７ｓが試験を行うトランジスタ１１７ｍに流す電流Ｉｄの経路に配置されている点である。他の箇所は同一であるので説明を省略する。
【０１６５】
トランジスタ１１７ｓは一例として、試験を実施するトランジスタ１１７と同一のトランジスタである。トランジスタ１１７ｓのゲート端子とエミッタ端子は接続され、トランジスタ１１７ｓは等価的にダイオードとみなせる。
【０１６６】
スイッチ１２４ｂがオンすると電流Ｉｍが流れ、電流電源装置１２１ａの電荷を放電する。あるいは、電流電源装置１２１ａが出力する電流Ｉａはスイッチ１２４ｂを介して、グランドに流す。
【０１６７】
試験をするトランジスタ１１７ｍに突入電流Ｉｓが流れるとトランジスタ１１７ｍを突入電流Ｉｓあるいはサージ電圧Ｖｓの発生によって、トランジスタ１１７ｍが破壊する。突入電流Ｉｓあるいはサージ電圧Ｖｓの発生することを防止するため、スイッチ１２４ａ、１２４ｂのオンオフ制御、オンオフ順序を制御する。
【０１６８】
周期ｔｃｙｃｌｅを速くして、トランジスタ１１７ｍの試験を実施する場合、スイッチ１２４ａ、スイッチ１２４ｂのオンオフを高速に実施する必要がある。この場合、スイッチ１２４のオンオフタイミングにより、突入電流Ｉｓあるいはサージ電圧Ｖｓが発生する場合がある。
【０１６９】
トランジスタ１１７のコレクタ端子の電圧Ｖｍの電圧が、電流電源装置の出力部の電圧Ｖｐよりも高ければ、電流は電流Ｉｍとしてグランドに向かって流れ、トランジスタ１１７ｍには流れないか、わずかとなる。
【０１７０】
Ｖｍ  ＞  Ｖｐの関係を作るため、図９に示す実施例では、ダイオード接続したトランジスタ１１７ｓを電流Ｉｄの経路に配置している。トランジスタ１１７ｓに電流が流れる場合、トランジスタ１１７ｓのチャンネル電圧分だけ、電圧Ｖｍに積み上がる状態になる。したがって、電圧Ｖｐは、電圧Ｖｍより低い状態となり、トランジスタ１１７ｍに突入電流は印加されなくなる。トランジスタ１１７ｍが突入電流Ｉｓあるいはサージ電圧Ｖｓで破壊することはない。
【０１７１】
図１０は本発明の第５の実施例における半導体試験装置の説明図である。図１の実施例との差異は、図１のトランジスタ１１７にはダイオードＤｉが配置されているのに対し、図１０の実施例ではダイオード接続されたトランジスタが形成または配置されている点である。他の事項等については、図１の実施例等と同一あるいは類似であるので説明を省略する。
トランジスタ１１７ｄのゲート端子とエミッタ端子は接続され、トランジスタ１１７ｄは等価的にダイオードとみなせる。
【０１７２】
トランジスタ１１７ｍの試験時は、定電流Ｉｃは、チャンネル電流Ｉｄが流れていない時にトランジスタ１１７ｄに流す。つまり、トランジスタ１１７がオンしていない時に、定電流Ｉｃを流してトランジスタ１１７ｄの端子間電圧を測定する。
オペアンプ回路（バッファ回路）１１６は、トランジスタ１１７ｄの端子電圧Ｖｉを出力する。
【０１７３】
温度測定回路１１５を保持されている温度係数Ｋと電圧Ｖｉから、試験を実施しているトランジスタ１１７の温度情報Ｔｊを求める。求められた温度情報Ｔｊはコントローラ１１１に送られる。コントローラ１１１は、温度情報Ｔｊが所定設定値以上のなった場合、トランジスタ１１７が所定のストレス状態となったと判断して試験の停止、あるいは試験の制御条件の変更などを行う。
【０１７４】
図１１は本発明の第６の実施例における半導体試験装置の説明図である。電流電源装置１２１ａ、電流電源装置１２１ｂは、トランジスタ１１７を試験するための等価的な突入電流Ｉｓを発生させる電源装置である。
【０１７５】
電流電源装置１２１は、コントローラ（パーソナルコンピュータ等）１１１からの制御信号に同期させて電力（電流、電圧）を供給すると共に、供給された電力を用いて前記負荷を設定された定電流または定電圧で駆動する。また、電流電源装置１２１は、出力する最大電圧値を設定することができる。
【０１７６】
スイッチ１２２（ＳＷａ１２２ａ、ＳＷｂ１２２ｂ）は、電流電源装置１２１が出力する定電流の供給をオン（供給）オフ（遮断）させる。スイッチ１２２は電流制御回路１１４からの信号に基づき、オン(定電流を出力)またはオフ（定電流を遮断）に設定制御される。
【０１７７】
スイッチＳＷａは電流電源装置１２１ａの電流経路に配置されている。スイッチＳＷｂは電流電源装置１２１ｂの電流経路に配置されている。スイッチ１２２は、電流制御回路１１４からの信号に基づき、オン(定電流を出力)またはオフ（定電流を遮断）に設定制御される。
【０１７８】
図１１では２台の電流電源装置１２１を図示している。電流電源装置１２１は２台に限定されるものではない。３台以上の電流電源装置１２１を保有してもよい。電流電源装置１２１の台数が増加するほど、多種多様な電流波形Ｉｄを発生させることができる。
【０１７９】
本発明の実施例において、電流電源装置１２１として説明するが、電流電源装置１２１は定電流を出力するものに限定されるものではない。例えば、電流電源装置１２１が最大電圧を設定し、一定の条件で、設定された最大電圧において、所定の定電流を出力できるように機能させることが例示される。したがって、電流電源装置１２１は、定電流の出力する装置ではなく、電圧、電流を出力できる電源装置である。
【０１８０】
トランジスタ１１７を現実に使用している状態を想定あるいは調査し、突入電圧Ｉｓが発生するように試験装置を構成して、トランジスタ１１７に印加する電流を制御すればよい。
【０１８１】
図１２は、本発明の突入電流Ｉｓを発生させる方法の説明図である。トランジスタ１１７のチャンネルに流す試験電流Ｉｄを図１２（ｂ）に示す。ベース電流Ｉ１は電流電源装置（Ｐａ）１２１ａにより定電流Ｉａとしてトランジスタ１１７に供給される。
【０１８２】
トランジスタ１１７に供給される定電流ＩａはスイッチＳＷａ１２２ａによりオンオフ制御される。また、オン時間ｔｏｎはトランジスタ１１７のゲート端子ｇに印加されるゲート信号Ｖｇｓにより規定される。
ｔｃの期間に、電流電源装置１２１ｂから定電流Ｉｂが出力される。定電流ＩｂはスイッチＳＷｂ１２２ｂにより印加時間が制御される。
トランジスタ１１７には、電流電源装置１２１ａと電流電源装置１２１ｂとが出力される定電流（Ｉａ、Ｉｂ）が加算されて印加される。
【０１８３】
図１１に図示するように、本発明の半導体試験装置は、第１の電流電源装置（Ｐａ）１２１ａと、第２の電流電源装置（Ｐｂ）１２１ｂとを具備する。また、第１の電流電源装置１２１ａが出力する定電流Ｉａをトランジスタ１１７に印加するスイッチ（ＳＷａ）１２２ａと、第２の電流電源装置１２１ｂが出力する定電流Ｉｂをトランジスタ１１７に印加するスイッチ（Ｓｂ）１２２ｂとを具備する。
【０１８４】
スイッチＳＷａ１２２ａは、周期ｔｃｙｃｌｅの時間中、ｔｏｎの時間に定電流Ｉａをトランジスタ１１７に印加する。第２の電流電源装置１２１ｂが出力する定電流Ｉｂは、第１の電流電源装置１２１ａが出力する定電流Ｉａと同期して、トランジスタ１１７に印加される。最初は、定電流Ｉａと定電流Ｉｂは加算（重畳）されてトランジスタ１１７に流れ、定電流Ｉｂはｔｃ時間流れる。
【０１８５】
なお、実際にトランジスタ１１７に流れる電流は図４に図示して説明したように他のスイッチで制御されるが、ここでは説明を容易にするために前述のように記載している。
【０１８６】
突入電流Ｉｓ＝Ｉａ＋Ｉｂとして、トランジスタ１１７の試験を実施する。図１２では、Ｉ１＝Ｉａ、Ｉ２＝Ｉｓ＝Ｉａ＋Ｉｂとしている。電流Ｉａの立ち上がりと電流Ｉｂの立ち上がりは同時、あるいは略一致させる。実際には、回路の容量成分などにより、電流波形は点線のようになる。ゲート端子に印加するオン電圧信号についても同様である。
【０１８７】
以上の実施例では、第１の電流電源装置（Ｐａ）１２１ａが定電流Ｉａを出力し、第２の電流電源装置１２１ｂが定電流Ｉｂを出力するとしたが、これに限定するものではない。
【０１８８】
図６（ｂ）で図示する電流Ｉｄを発生できるものであれば、いずれの電流電源装置であってもよい。例えば、１台の電流電源装置１２１で、定電流Ｉ２を出力し、ｔｃ時間の経過後、定電流Ｉ１（Ａ）を出力し、ｔｏｎの時間後、電流出力を０（Ａ）とできればよい。
【０１８９】
図１２（ｂ）の実線で図示する電流Ｉｄ波形は、回路などに存在する容量、トランジスタ１１７のオン抵抗の変化により波形が鈍り点線のような信号波形となる。
【０１９０】
突入電流Ｉｓにより、トランジスタ１１７に電流ストレスが印加される。突入電流Ｉｓをトランジスタ１１７が使用される実回路と同等あるいは類似とすることにより、適正な試験を実施できる。
【０１９１】
図１１の実施例では、主として電流電圧装置１２１が発生する電流を重畳等させることにより、突入電流Ｉｓを発生させるとして説明したが、本発明はこれに限定するものではない。
【０１９２】
例えば、第１の電流電源装置（Ｐａ）１２１ａと電圧電源装置１として定電圧Ｖ１を発生させる。第２の電流電源装置（Ｐｂ）１２１ｂと電圧電源装置２として定電圧Ｖ２を発生させる。定電圧Ｖ１または定電圧Ｖ２をトランジスタ１１７の端子ｃに印加することにより、トランジスタ１１７に突入電流Ｉｓを流すように構成してもよい。定電圧Ｖ１は定電圧Ｖ２より大きいという関係にする。
【０１９３】
定電圧Ｖ１により、トランジスタ１１７に電流Ｉａがトランジスタ１１７に流れ、定電圧Ｖ２の印加により電流Ｉｂがトランジスタ１１７に流れる。したがって、定電圧Ｖ１または定電圧Ｖ２の加により、トランジスタ１１７に突入電流Ｉｓを流すことができる。
【０１９４】
以上のように、本発明は、試験するパワー半導体素子に突入電流Ｉｓを容易に設定して試験を実施できる。したがって、パワー半導体素子に対して実際の使用環境、実際の使用回路を想定してトランジスタ１１７の信頼性を評価することができる。
【０１９５】
図１などにおいて、２台の電流電源装置１２１を図示している。電流電源装置１２１は２台に限定されるものではない。３台以上の電流電源装置１２１を保有してもよい。電流電源装置１２１の台数が増加するほど、多種多様な電流波形Ｉｄを発生させることができる。
【０１９６】
１台の電流電源装置１２１が図６などで図示する電流Ｉｄ信号を発生できる場合は、１台の電流電源装置１２１を有すればよいことは言うまでもない。１つの電流電源装置１２１が、定電流Ｉ２を出力し、ｔｃ時間の経過後、定電流Ｉ１を出力し、ｔｏｎの時間後、電流出力を０とできれば１台の電流電源装置１２１でよいことは言うまでもない。
【０１９７】
本発明の実施例において、電流電源装置１２１として説明するが、電流電源装置１２１は定電流を出力するものに限定されるものではない。例えば、電流電源装置１２１が最大電圧を設定し、一定の条件で、設定された最大電圧において、所定の定電流を出力できるように機能させることが例示される。したがって、電流電源装置１２１は、定電流の出力する装置ではなく、電圧、電流を出力できる電源装置である。
【０１９８】
図１３は、本発明の第７の実施例における半導体試験装置の説明図である。図１３において、電流電源装置１２１に並列して、試験を行う複数のトランジスタ１１７（トランジスタ１１７Ｑ１〜トランジスタ１１７Ｑｎ）が接続されている。
図１４は、図１３の動作を説明する本発明の実施例における半導体素子の試験方法の説明図である。
【０１９９】
図１４（ａ）に図示するように、スイッチＳｔ１（１５１ｓ１）〜スイッチＳｔｎ（１５１ｓｎ）がオンすることにより、トランジスタ１１７に定電流Ｉｄ１〜定電流Ｉｄｎが流れる。例えば、定電流Ｉｄの印加時間はｔｏｎであり、定電流Ｉｄ１と定電流Ｉｄ２とは時間ｔｃｙｃｌｅの間隔で順次トランジスタ１１７に印加される。トランジスタ１１７はオンすることにより、トランジスタ１１７のチャンネル電圧が順次、変化する（図１４（ｃ））。
【０２００】
したがって、たとえば、定電流Ｉｄ１と定電流Ｉｄ２とは時間的に重なりがない。そのため、電流電源装置１２１の出力容量は、１つのトランジスタ１１７の試験に必要とする出力容量でよい。
【０２０１】
定電流Ｉｄ（Ｉｄ１〜Ｉｄｎ）は重ならないように制御する。また、好ましくは定電流Ｉｄ（Ｉｄ１〜Ｉｄｎ）のそれぞれの電流Ｉｄ間は、１μ（マイクロ）秒以上の間隔をあけることが好ましい。なお、各トランジスタ１１７に対しては、図４で説明した駆動方法、制御方法を実施する。
【０２０２】
各トランジスタ１１７Ｑに供給する定電流Ｉｃは、スイッチＳｓａ（Ｓｓａ１〜Ｓｓａｎ）を順次オンさせて、各トランジスタ１１７ＱのダイオードＤｓに供給する。
【０２０３】
ダイオードＤｓの端子電圧に対応する電圧Ｖｉ（Ｖｉ１〜Ｖｉｎ）はスイッチＳｓａ（Ｓｓａ１〜Ｓｓａｎ）に同期して、セレクタ１２７によって選択される。例えば、トランジスタ１１７Ｑ１に電流Ｉｃが供給されている時は、セレクタ１２７はトランジスタ１１７Ｑ１のダイオードＤｓの端子電圧を選択する。トランジスタ１１７Ｑ３に電流Ｉｃが供給されている時は、セレクタ１２７はトランジスタ１１７Ｑ３のダイオードＤｓの端子電圧を選択する。選択された電圧Ｖｉが温度測定回路１１５に供給される。
他の構成、動作は他の実施例で説明している構成、動作と同様であるので説明を省略する。
本発明の実施例において、トランジスタ１１７は、ＩＧＢＴを例示して説明したが、これに限定するものではない。
【０２０４】
例えば、ＮチャンネルのＪＦＥＴ（図１５（ａ））、ＰチャンネルのＪＦＥＴ（図１５（ｂ））、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（図１５（ｃ））、ＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（図１５（ｄ））、ＮチャンネルのバイポーラＦＥＴ（図１５（ｅ））、ＰチャンネルのバイポーラＦＥＴ（図１５（ｆ））であっても良いことは言うまでもない。
【０２０５】
また、３端子のデバイスに限定されるものではなく、図１５（ｇ）に図示するダイオードなどの２端子素子であってもよい。２端子素子では、ゲート信号Ｖｇｓは必要がない。電流電圧装置１２１で定電流Ｉｄを流して試験することにより、本発明の半導体試験装置、半導体素子の試験方法を適用できることは言うまでもない。
【０２０６】
以上、本明細書において、実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０２０７】
本明細書および図面に記載した事項あるいは内容は、相互に組み合わせることができることは言うまでもない。例えば、図８で示すスイッチ１２４ｃは、他の実施例にも適用できる。例えば、図１１、図１３の構成あるいは動作は、図１、図７などの他の実施例にも適用できることは言うまでもない。また、例えば、図１１、図１３の実施例に対して図４の実施例を適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０２０８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、実際の環境下での故障モードに近いストレスを効率よく再現でき、高い信頼性でパワー半導体素子の評価を行うことができるパワーサイクル試験装置および試験方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０２０９】
１１１  コンピュータ（コントローラ）
１１２  ゲート信号制御回路
１１３  ゲートドライバ回路
１１４  電流制御回路
１１５  温度測定回路
１１６  オペアンプ
１１７  パワートランジスタ
１１８  定電流回路
１２１  電流電源装置
１２２  スイッチ回路
１２３  誘導リアクタンス回路
１２４  スイッチ
１２５  可変抵抗
１２７  セレクタ
１２８  温度計
１３１  制御ラック
１３２  電源装置
１３４  加熱冷却プレート
１３５  循環水パイプ
１３６  チラー
１４１  コンデンサ
１５１  容量リアクタンス
１５２  誘導リアクタンス
【図１】
2020176851.tif 000003
【図２】
2020176851.tif 000004
【図３】
2020176851.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020176851.tif 000010
【図９】
2020176851.tif 000011
【図１０】
2020176851.tif 000012
【図１１】
2020176851.tif 000013
【図１２】
2020176851.tif 000014
【図１３】
2020176851.tif 000015
【図１４】
2020176851.tif 000016
【図１５】
2020176851.tif 000017
【図１６】
2020176851.tif 000018
【図１７】
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