(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１パッケージに複数個の受光素子と複数個の発光素子とが含まれたフォトカプラのリーク電流測定によって該フォトカプラの良品を選別するに際して、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての受光素子（又は発光素子）のリーク電流の総和を測定し、該測定値が規格値より大きい場合は前記フォトカプラを不良品とし、該測定値が規格値以内である場合はフォトカプラに対して、さらに、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての発光素子（又は受光素子）のリーク電流の総和を測定し、該測定値が規格値以内である場合は前記フォトカプラを良品とし、該測定値が規格値より大きい場合は前記フォトカプラを不良品とすることを特徴とする半導体装置の選別方法。
【請求項２】
受光素子のリーク電流を、電圧を加えてから５０〜２００ｍｓの時点で測定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
発光素子のリーク電流を、電圧を加えてから５〜２０ｍｓの時点で測定する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
リーク電流を、発光素子の順方向立ち上がり電圧以下の電圧を双方向に加えて、各方向に対して測定する請求項１又は３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、１パッケージに複数個の半導体素子を有する半導体装置のリーク電流を測定して良否判定を行うためには、半導体素子のリーク電流を１個ずつ測定して、その測定値と規格値とを個々に比較することが必要であった。よって、リーク電流の検査は、半導体装置に含まれる半導体素子の個数に比例して長くなる。
【０００３】
また、一般に、半導体素子のリーク電流は、図２に示したように、時間とともに減少し、最終値に漸近する。この時のリーク電流特性の時定数は、測定系の浮遊容量Ｃと微少電流検出用抵抗Ｒとの積で決まる。安価な微小電流計での検出用抵抗Ｒの値は１０ｋΩ程度と比較的大きいため、安定した測定値を得るためには、半導体素子に電圧を加えてから測定するまでのウェイト時間を長くとってリーク電流が最終値に近づいたところで、半導体素子のリーク電流を測定することが必要となる。その結果、リーク電流の測定は、半導体素子の測定項目の中でも１項目あたりの検査時間が長くなる。
したがって、半導体装置の選別装置の処理能力を向上させる上では、半導体素子１個あたりの測定時間の短縮化とともに半導体装置１個あたりの測定時間の短縮化においても、リーク電流の検査時間の短縮が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、１パッケージに複数個の受光素子と複数個の発光素子とが含まれたフォトカプラのリーク電流測定によって該フォトカプラの良品を選別するに際して、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての受光素子（又は発光素子）のリーク電流の総和を測定し、該測定値が規格値より大きい場合は前記フォトカプラを不良品とし、該測定値が規格値以内である場合はフォトカプラに対して、さらに、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての発光素子（又は受光素子）のリーク電流の総和を測定し、該測定値が規格値以内である場合は前記フォトカプラを良品とし、該測定値が規格値より大きい場合は前記フォトカプラを不良品とする半導体装置の選別方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置の選別方法は、１パッケージに複数個の半導体素子が含まれた半導体装置において、リーク電流に関する特性において、良品、不良品を選別する方法である。
【０００８】
本発明で選別対象となる半導体装置とは、同じ種類の半導体素子が複数個形成されたものであってもよいし、異なる複数種類の半導体素子が複数個ずつ形成されたものであってもよいし、異なる種類の半導体素子が１つずつ形成されたものであってもよい。なかでも、同じ種類の半導体素子が複数個形成されたもの、異なる複数種類の半導体素子が複数個ずつ形成されたものが好ましい。具体的には、フォトカプラ、フォトトライアックカプラ、フォトサイリスタカプラ等が適当である。
また、半導体装置に含まれる半導体素子としては、トランジスタ、キャパシタ等、フォトカプラを構成するＬＥＤ等の発光素子、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子等が挙げられる。
【０００９】
本発明においては、半導体装置に含まれるすべての半導体素子のリーク電流の測定を１回で行う。１つの半導体装置に含まれる半導体素子は、必ずしもすべて接続されているとは限らないため、適当なリレー回路、リレー制御回路等を用いて、すべての半導体素子のリーク電流を１回で測定できるように接続することが好ましい。この場合の複数の半導体素子の接続は並列であることが適当である。これにより、半導体装置に含まれるすべての半導体素子のリーク電流の総和を測定することができる。
【００１０】
なお、異なる種類の半導体素子が含まれてなる半導体装置の場合には、同じ種類の半導体素子ごとにそれぞれ１回ずつ、リーク電流の測定を行うことが好ましい。例えば、フォトカプラの場合には、発光素子と受光素子とを別々に１回ずつ測定することが挙げられる。これにより、フォトカプラに含まれるすべての発光素子のリーク電流の総和、すべての受光素子のリーク電流の総和をそれぞれ測定することができる。
【００１１】
リーク電流は、半導体素子の種類、数、特性等によって、種々の方法によって測定することができる。具体的には、半導体素子を動作させる場合と同様の方法で及び／又は通常の動作とは異なる方法で、あるいは半導体素子に直流電源を接続して規定の極性、大きさの電圧を印加し、素子に流れる電流値を測定する等の方法でリーク電流を測定する方法等が挙げられる。
【００１２】
ここで、半導体素子に電圧を印加する方法としては、例えば、ＬＥＤの順方向に立ち上がり電圧よりも小さい電圧を印加する（順方向リーク電流ＩＦＬ測定時）、トランジスタのコレクタ・エミッタ間にコレクタ・エミッタ間降伏電圧よりも小さい電圧を印加する（暗電流ＩＣＥＯ測定時）等が挙げられる。また、印加する所定電圧は、半導体素子の特定、スペック、絶対最大定格等を考慮して決定することができ、例えば、対象となる半導体素子を動作させる際の電圧と同様の電圧、半導体素子の絶対最大定格以下の電圧、半導体素子のＩ−Ｖ特性における順方向又は逆方向の立ち上がり電圧以下の電圧等が挙げられる。
【００１３】
リーク電流の総和と比較して半導体装置の良品、不良品を選別するためのリーク電流の規格値は、測定対象となる半導体装置に含まれている半導体素子の種類、数、性能、特性、測定誤差等の種々の要因を考慮して決定することができる。具体的には、素子１個ずつのリーク電流と比較する場合の規格値をそのまま適用することができる。
【００１４】
半導体素子のリーク電流は、通常、電圧印加開始から時間とともに減少し、最終値に漸近する。この時間は、測定系の浮遊容量と微小電流検出用抵抗の抵抗値の積で決まるため、本発明における半導体装置のリーク電流の測定は、安定した測定値を得ることができる時点で行うことが好ましい。例えば、最終値の１００％〜２００％程度となった時点、より好ましくは、最終値の１００％〜１５０％程度となった時点等が挙げられる。具体的には、フォトカプラを構成するフォトトランジスタの場合には５０〜２００ｍｓ程度の時点、好ましくは１００〜２００ｍｓ程度の時点が挙げられる。また、フォトカプラを構成するＬＥＤの場合には、５〜２０ｍｓ程度の時点、好ましくは１０ｍｓ程度前後の時点が挙げられる。
【００１５】
本発明においては、半導体素子のリーク電流の総和を測定し、この測定値が、上述したような規格値以内である場合には、半導体装置を良品とし、測定値が規格値より大きい場合には、半導体装置を不良品とする。これにより、１パッケージの半導体装置について、１回でリーク電流の測定を行うことができる。
【００１６】
また、本発明においては、異なる複数種類の半導体素子がそれぞれ複数個形成されている場合には、まず、１つの同じ種類の半導体素子のすべてに対して１回でリーク電流を測定して、規格値と比較することにより、良品を選別する。次いで、良品として選別された半導体装置について、別の同じ種類の半導体素子のすべてに対して１回でリーク電流を測定して、規格値と比較することにより、良品を選別する。これを繰り返すことにより、１パッケージに異なる複数種類の半導体素子が形成されている場合にも、最小限の検査時間、検査工程で、有効に良品を選別することができる。具体的には、半導体装置がフォトカプラの場合には、まず、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての受光素子のリーク電流の総和を測定し、受光素子について良品であるフォトカプラを選別する。次いで、良品として選別されたフォトカプラについて、さらに、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての発光素子のリーク電流の総和を測定し、規格値と比較して受光素子及び発光素子の双方について良品であるフォトカプラを選別する。なお、受光素子、発光素子の良品選別は、いずれが先に行われてもよい。
以下に本発明の半導体装置の選別方法を図面に基づいて説明する。
【００１７】
実施例１（参考例）
図１は、半導体装置の特性検査装置のブロック図である。選別するための被測定半導体装置４は、１パッケージにｎ個の被測定半導体素子４ａ、４ｂ…、４ｎ、例えば、フォトトランジスタを有する。
また、この被測定半導体装置４における個々の半導体素子４ａ、４ｂ…、４ｎと接続されるように、リレー回路２が設けられており、リレー回路制御部３からの指令によりリレー回路２内のリレーを動作させて、被測定半導体素子４ａ、４ｂ…、４ｎをすべて並列接続することができる。なお、リレー回路２は計測部１に接続されており、この計測部１が、並列接続され、リーク電流測定用電圧が印加された被測定半導体素子４ａ、４ｂ…、４ｎのリーク電流の総和を測定し、あらかじめ設定された規格値と比較して、良否判定を行う。
【００１８】
被測定半導体素子４ａ、４ｂ…、４ｎにリーク電流測定用の電圧が印加された場合の電流波形を、図２に示す。
被測定半導体素子のリーク電流は、時間とともに減少し、２００〜２５０ｍｓ程度の時間の後に最終値に漸近する。そのため、電流値が十分安定してから測定する必要がある。よって、電圧を印加してから５０〜２００ｍｓのウェイト時間を取ってから測定した。
【００１９】
本実施例では、並列接続したトランジスタのエミッタ・コレクタ間にリーク電流測定電圧Ｖ＝５０Ｖを印加し、５０ｍｓ後にリーク電流の総和を測定した。なお、規格値は、フォトトランジスタの特性等を考慮して、−１０〜＋５０ｎＡと設定して、半導体装置の良否を選別した。
測定したリーク電流の総和が規格値以内である場合は、半導体装置の１パッケージを良品とした。また、測定したリーク電流の総和が規格値よりも大きい場合は、半導体装置の１パッケージを不良とした。
【００２０】
実施例２
被測定半導体装置として、４連のＬＥＤ４ｃ〜４ｆと４連のフォトトランジスタ４ｇ〜４ｊとからなる４連のフォトカプラを用いた。図３に示したように、４連のフォトトランジスタ４ｇ〜４ｊをリレー回路２により並列接続し、計測部１へ接続した。
並列接続したフォトトランジスタ４ｇ〜４ｊのコレクタ・エミッタ間にリーク電流測定電圧ＶＣＥ＝５０Ｖを印加し、５０ｍｓ後に暗電流ＩＣＥＯの総和を測定した。
規格値は、フォトトランジスタのＩＣＥＯの実力値、数ｎＡ程度であることを考慮して、５０ｎＡとした。
測定した暗電流ＩＣＥＯの総和は、規格値が十分なマージンを有しているため、半導体素子を４個並列した半導体装置でも不良となることはなかった。
【００２１】
実施例３
被測定半導体装置として、４連のＬＥＤ４ｃ〜４ｆと４連のフォトトランジスタ４ｇ〜４ｊとからなる４連のフォトカプラを用いた。図４に示したように、４連のＬＥＤ４ｃ〜４ｆをリレー回路２により並列接続し、計測部１へ接続した。
並列接続したＬＥＤ４ｃ〜４ｆに逆電圧ＶＲ＝１０Ｖを加えて、１００ｍｓ後に逆電流ＩＲの総和を測定した。
規格値は、ＬＥＤのＩＲの実力値、数μＡ程度であることを考慮して、１０μＡとした。
測定した逆電流ＩＲの総和は、規格値が十分なマージンを有しているため、半導体素子を４個並列した半導体装置でも不良となることはなかった。
【００２２】
実施例４
被測定半導体装置として、４連のＬＥＤ４ｃ〜４ｆと４連のフォトトランジスタ４ｇ〜４ｊとからなり、双方向入力可能な４連のフォトカプラを用いた。図５に示したように、４連のフォトカプラの入力側をリレー回路２により並列接続し、計測部１へ接続した。
ＬＥＤの立ち上がり電圧よりも小さい電圧ＶＦ＝０．４８Ｖを加えて、順方向リーク電流ＩＦＬの総和を測定した。
ＩＦＬ測定時のＶ−Ｉ特性を図６に示す。図６に示したように、ＩＦＬの実力値は数ｎＡ程度であることを考慮して、規格値を５０ｎＡとした。
測定した順方向リーク電流ＩＦＬの総和は、規格値が十分なマージンを有しているため、半導体素子を４個並列した半導体装置でも不良となることはなかった。
なお、ＩＦＬ測定は、リーク電流測定用電圧を印加してから１０ｍｓ後に測定した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、１パッケージに複数個の半導体素子が含まれた半導体装置のリーク電流を、１回の測定で、すべての半導体素子のリーク電流の総和を測定して、この測定値が規格値以内である場合は良品とし、規格値より大きい場合は不良品とするため、半導体装置のリーク電流の検査時間を簡便、かつ容易に短縮することができ、半導体装置の選別能力を向上させることが可能となる。
【００２４】
リーク電流の測定を、電圧を加えてから５〜２００ｍｓの時点で行う場合には、安定したリーク電流値を得ることができ、信頼性の高い選別方法を提供することができる。
また、１パッケージに複数個の受光素子と複数個の発光素子とが含まれたフォトカプラのリーク電流を、１回の測定でフォトカプラに含まれるすべての受光素子又はすべての発光素子のリーク電流の総和を測定して、測定値が規格値以内である場合には良品とし、規格値より大きい場合には不良品とするため、種類の異なる半導体素子を複数個含む半導体装置のリーク電流の検査時間をより簡便、かつ容易に短縮することができ、半導体装置の選別能力を向上させることが可能となる。
【００２５】
受光素子のリーク電流を、電圧を加えてから５０〜２００ｍｓの時に測定するか、あるいは発光素子のリーク電流を、電圧を加えてから５〜２０ｍｓの時に測定する場合には、安定したリーク電流値を得ることができ、信頼性の高い選別方法を提供することができる。
特に、リーク電流を、発光素子の順方向立ち上がり電圧以下の電圧を双方向に加えて、各方向に対して測定する場合には、双方向入力可能なフォトカプラに含まれる発光素子の順方向リーク電流ＩＦＬの検出を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の選別方法を実施するための半導体装置の特性検査装置を示すブロック図である。
【図２】本発明におけるトランジスタにリーク電流測定用の電圧が印加された場合の電流波形である。
【図３】本発明の半導体装置の選別方法を実施するための半導体装置の別の特性検査装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の半導体装置の選別方法を実施するための半導体装置のさらに別の特性検査装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の半導体装置の選別方法を実施するための半導体装置のさらに別の特性検査装置を示すブロック図である。
【図６】本発明におけるＬＥＤにリーク電流測定用の電圧が印加された場合の順方向リーク電流ＩＦＬ測定時のＶ−Ｉ特性を示す図である。
【符号の説明】
１  計測部
２  リレー回路
３  リレー回路制御部
４  被測定半導体装置
４ａ、４ｂ…、４ｎ  被測定半導体素子
４ｃ〜４ｆ  ＬＥＤ
４ｇ〜４ｊ  フォトトランジスタ
【図１】
0003611783.tif 000002
【図２】
0003611783.tif 000003
【図３】
0003611783.tif 000004
【図４】
0003611783.tif 000005
【図５】
0003611783.tif 000006
【図６】
0003611783.tif 000007