(57)【要約】【課題】チャタリングの発生を防止でき、供試体に印加される電圧を収束させる逆方向特性を検査する検査装置を提供する。【解決手段】トランジスタＱ１，Ｑ２を有するカレントミラー回路１０と一端が供試体２の一端に接続され且つ他端がＱ２に接続された充電部Ｃ２とを有し電源１の電圧によりＣ２を充電して供試体に印加される電圧を緩やかに上昇させるソフトスタート回路と、Ｑ１に直列に接続され且つ供試体に所定の電圧を印加するために所定の電位を設定する電位設定部Ｒ２と、トランジスタＱ２と充電部Ｃ２との接続点の電位を制御することにより供試体の他端の電位を電位設定部Ｒ２の電位に収束させる電位収束部１１，Ｑ３とを備え、電圧計４は供試体の他端の電位が電位設定部の電位に収束したとき供試体の逆方向特性を検査する。【選択図】図１
2006058227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体からなる供試体に電源から電圧を印加して、前記供試体の逆方向特性を検査計により検査する逆方向特性検査装置であって、
前記電源の電圧により動作する第１トランジスタ及び第２トランジスタを有するカレントミラー回路と一端が前記供試体の一端に接続され且つ他端が前記第２トランジスタに接続された充電部とにより前記供試体に印加される電圧を緩やかに上昇させる回路と、
前記第１トランジスタに直列に接続され且つ前記供試体に所定の電圧を印加するために所定の電位を設定する電位設定部と、
前記第２トランジスタと前記充電部との第１接続点の電位を制御することにより前記供試体の他端の電位を前記電位設定部の電位に収束させる電位収束部とを備え、
前記検査計は、前記供試体の他端の電位が前記電位設定部の電位に収束したとき前記供試体の特性を測定することを特徴とする逆方向特性検査装置。
【請求項２】
前記電位収束部は、
一端が前記第１接続点に接続され、他端が前記供試体の他端に接続された補正回路と、
前記接続点の電位が前記電位設定部の電位よりも低下したときオン動作し、前記補正回路の他端と前記供試体の他端との第２接続点の電位を前記電位設定部の電位に収束させる第１スイッチ手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の逆方向特性検査装置。
【請求項３】
前記第１スイッチ手段が動作したとき測定可能状態であることを知らせるための出力信号発生部を備えたことを特徴とする請求項２記載の逆方向特性検査装置。
【請求項４】
前記第１接続点と前記補正回路の一端との間に接続され且つ前記供試体が短絡したときに前記供試体と前記第１接続点とを開放する第２スイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の逆方向特性検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の逆方向特性を検査する逆方向特性検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体整流器・トランジスタ・ダイオード等の整流作用を有する半導体は、結晶欠陥やチップ内部のクラックといった不良品を生じることがある。そこで、この不良品を取除く方法として、生産工程において半導体の逆方向特性が仕様を満足しているかどうかを確認する特性選別検査がある（通常、特性選別検査には逆方向特性の選別検査以外に順方向特性の選別検査も含まれるが、検査回路が異なるため説明を省略する。）。
【０００３】
この逆方向特性の選別検査には逆方向ブレークダウン電圧検査及びリーク電流検査がある。逆方向ブレークダウン電圧検査は、規定の逆方向バイアス電流を供試体に流した時、供試体に印加された逆方向電圧が規定値以上かどうかを確認する検査である。リーク電流検査は、逆方向電圧を供試体に印加した時、供試体に流れる電流が規定値以下かどうかを確認する検査である。
【０００４】
図１０は従来の逆方向特性の選別検査を行なう検査装置を示す回路図である。図１０に示すように、この検査装置は電源１、供試体２、電流計３、電圧計４、抵抗Ｒ１０、スイッチＳＷ１０及びコンデンサＣ１０で構成されている。電源１の負極は接地され、正極は抵抗Ｒ１０を介してスイッチＳＷ１０の一端に接続されている。スイッチＳＷ１０の他端は、コンデンサＣ１０の一端及び電流計３の一端に接続されている。コンデンサＣ１０の他端は接地されている。電流計３の他端は供試体２であるダイオードのカソードに接続され、供試体２であるダイオードのアノードは接地されている。電圧計４は供試体２に並列に接続されている。
【０００５】
次に、図１０に示す逆方向特性の検査装置の動作を説明する。まず、スイッチＳＷ１０を閉じる（オン）と、電源１の供給電圧ＶＣＣから抵抗Ｒ１０の電圧降下分を減じた電圧が供試体２に印加される。
【０００６】
供試体２の逆方向ブレークダウン電圧を検査する場合には、供試体２に所定の電流が流れるように、抵抗Ｒ１０又は供給電圧ＶＣＣを設定する。次に、スイッチＳＷ１０をオンして、供試体２に印加される電圧が規定値以上かどうかを供試体２に接続された電圧計４により検査する。
【０００７】
また、リーク電流を検査する場合、抵抗Ｒ１０の電圧降下を考慮し、供試体２に所定のバイアス電圧が印加されるように抵抗Ｒ１０又は供給電圧ＶＣＣを設定し、供試体２に接続された電流計３により検査する。
【０００８】
なお、電源１は固定電圧源であり、コンデンサＣ１０は供試体２に印加される逆方向電圧を安定させ、ノイズを除去するカップリング機能を有する。また、抵抗Ｒ１０は、コンデンサＣ１０に電荷が貯まっていない状態でスイッチＳＷ１０をオンした際に、回路に発生する突入電流を制限する役割を有する。
【０００９】
しかし、図１０に示す検査装置ではコンデンサＣ１０の容量が小さいため、スイッチＳＷ１０を閉じた瞬間にチャタリング(電圧が波うつ現象)が発生し、チャタリングのピーク電圧が供試体２の限界値を超え、供試体２が部品破壊を起こす恐れがある。
【００１０】
そこで、図１０の検査装置の電源１を可変電圧源に置き換えた検査装置が用いられている。この検査装置は、スイッチＳＷ１０を閉じた後、電源１の供給電圧ＶＣＣを零から緩やかに上昇させ、供試体２に印加される電圧が所定の電圧になったら供給電圧ＶＣＣを一定にした後、検査を行なうことで、チャタリングの発生を防止することができる。
【００１１】
また、コンデンサＣ２０を用いて供試体２に印加される逆方向電圧を自動的に上昇させる検査装置が開示されている（特許文献１）。図１１はこの検査装置の回路図である。この検査装置は、電源１、供試体２、電流計３、電圧計４、抵抗Ｒ１０、抵抗Ｒ２０、スイッチＳＷ２０及びコンデンサＣ２０で構成されている。電源１の負極は接地され、正極は突入電流制限用の抵抗Ｒ１０を介して３路スイッチからなるスイッチＳＷ２０の端子ａに接続され、スイッチＳＷ２０の端子ｃは、抵抗Ｒ２０を介して接地される。また、スイッチＳＷ２０の共通端子ｂは、コンデンサＣ２０の一端及び電流計３の一端に接続され、コンデンサＣ２０の他端は接地される。電流計３の他端は、供試体２のカソードに接続され、供試体２のアノードは接地されている。電圧計４は供試体２に並列に接続されている。
【００１２】
コンデンサＣ２０は、図１０のコンデンサＣ１０より容量が大きく、カップリング機能とともに抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ２０とを直列に接続することにより、ソフトスタート回路としての機能を有する。即ち、コンデンサＣ２０は、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ２０との時定数で決定される速度で徐々に充電され、飽和電圧に近づく。これに応じて、供試体２に印加される逆方向電圧が徐々に上昇し、電源１の供給電圧ＶＣＣに近づく。このため、抵抗Ｒ１０の抵抗値及びコンデンサＣ２０の容量とを設定することによって、供試体２に印加される逆方向電圧を緩やかに上昇させるので、チャタリングの発生を防止できる。
【特許文献１】特公昭４３−２４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図１０に示した回路において電源１を可変電圧源に置き換えた従来の検査装置は、電源１の供給電圧ＶＣＣを緩やかに上昇させ、供試体２に印加される電圧を零から所定の電圧にする作業が必要であり、検査工程の作業効率を悪化させる。また、突入電流制限用の抵抗Ｒ１０が供試体２と直列に接続されているため、供試体２のリーク電流の個体差に応じて供給電圧ＶＣＣを微調整しなければならない。
【００１４】
また、図１１に示す従来の他の検査装置は、供試体２に印加される電圧ＶＲが、以下に示す式１で表される。
【数１】
2006058227.tif 000003
【００１５】
しかし、この電圧ＶＲは、供給電圧ＶＣＣに近づくが収束しない（図１２参照）という問題がある。また、抵抗Ｒ１０は供試体２と直列に接続されているため、供試体２のリーク電流に合わせて供給電圧ＶＣＣを微調整する必要がある。
【００１６】
本発明は、チャタリングの発生を防止でき、供試体のリーク電流の個体差に応じて供給電圧ＶＣＣを微調整することなく供試体の逆方向特性の検査が行なえ、供試体に印加される逆方向電圧を収束させることができる逆方向特性検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は前記課題を解決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明は、半導体からなる供試体に電源から電圧を印加して、前記供試体の逆方向特性を検査計により検査する逆方向特性検査装置であって、前記電源の電圧により動作する第１トランジスタ及び第２トランジスタを有するカレントミラー回路と一端が前記供試体の一端に接続され且つ他端が前記第２トランジスタに接続された充電部とにより前記供試体に印加される電圧を緩やかに上昇させる回路と、前記第１トランジスタに直列に接続され且つ前記供試体に所定の電圧を印加するために所定の電位を設定する電位設定部と、前記第２トランジスタと前記充電部との第１接続点の電位を制御することにより前記供試体の他端の電位を前記電位設定部の電位に収束させる電位収束部とを備え、前記検査計は、前記供試体の他端の電位が前記電位設定部の電位に収束したとき前記供試体の特性を測定することを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１記載の逆方向特性検査装置において、前記電位収束部は、一端が前記第１接続点に接続され、他端が前記供試体の他端に接続された補正回路と、前記接続点の電位が前記電位設定部の電位よりも低下したときオン動作し、前記補正回路の他端と前記供試体の他端との第２接続点の電位を前記電位設定部の電位に収束させる第１スイッチ手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項２記載の逆方向特性検査装置において、前記第１スイッチ手段が動作したとき測定可能状態であることを知らせるための出力信号発生部を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の逆方向特性検査装置において、前記第１接続点と前記補正回路の一端との間に接続され且つ前記供試体が短絡したときに前記供試体と前記第１接続点とを開放する第２スイッチ手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、カレントミラー回路と充電部とからなる回路を構成したので、緩やかに供試体に印加される電圧が上昇し始め、チャタリングの発生を防止できる。また、カレントミラー回路が供試体への充電電流を制限するので、突入電流制限用の抵抗を削除でき、供試体のリーク電流の個体差に応じて供給電圧を微調整することなく供試体の逆方向特性検査が行なえる。
【００２２】
また、電位収束部は、第２トランジスタと充電部との第１接続点の電位を制御することにより供試体の他端の電位を電位設定部の電位に収束させる。電位設定部の電位は供試体に印加すべき所定の電圧に対応するので、供試体に印加される電圧が所定の電圧に収束する。よって供試体を正確に検査することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、充電部が充電されることにより充電部と第２トランジスタとの第１接続点の電位が低下して、電位設定部の電位よりも低下したとき第１スイッチ手段がオン動作して、補正回路の他端と供試体の他端との第２接続点の電位を電位設定部の電位に収束させる。よって供試体を正確に検査することができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、出力信号発生部は、第１スイッチ手段がオン動作して、補正回路の他端と供試体の他端との第２接続点の電位が電位設定部の電位と同電位になったとき、出力信号を発生するので、供試体が測定可能な状態であることを知らせることができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、第２スイッチ手段により、第１接続点と補正回路の一端との間が電気的に切り離されるから、供試体が短絡したときでも、第１スイッチ手段は、充電部が充電されることによりオン動作し、出力信号発生部が出力信号を発生し、供試体の両端の電圧を検査計で測定することにより異常な電圧を得て、供試体が短絡していることがわかる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の逆方向特性検査装置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１に本発明の実施例１に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例１の回路は、図１に示すように、供試体２に電圧を印加する電源１、ダイオード等の半導体からなる供試体２、供試体２のリーク電流の値を測定する電流計３、供試体２に印加された電圧の値を測定する電圧計４、本発明の電位設定部である可変抵抗Ｒ２、カレントミラー回路１０、充電部として例えばコンデンサＣ２、本発明の第１スイッチ手段を構成するトランジスタＱ３、補正回路１１及び検査開始のタイミングを知らせるための本発明の出力信号発生部である発光素子部１３で主に構成されている。補正回路１１、トランジスタＱ３及びダイオードＤ１は、本発明の電位収束部を構成する。
【００２８】
次に回路の接続について詳細に説明する。なお、使用するトランジスタは全てＮＰＮ型トランジスタである。電源１の負極は、接地されており、正極は３路スイッチからなるスイッチＳＷ１の端子ａに接続され、スイッチＳＷ１の端子ｃは、抵抗Ｒ１を介して接地されている。また、スイッチＳＷ１の共通端子ｂ（以下、この点をＤ点とする。）には、可変抵抗Ｒ２の一端、発光素子部１３の一端、コンデンサＣ２の一端、抵抗Ｒ６の一端、コンデンサＣ１の一端、抵抗Ｒ５の一端及び電流計３の一端が接続されている。
【００２９】
可変抵抗Ｒ２の他端は、トランジスタＱ１のコレクタとベースとに接続されており、可変抵抗Ｒ２の可変端子ｄは、トランジスタＱ３のベースに接続されている（以下、この接続点をＡ点とする。）。発光素子部１３の他端はトランジスタＱ３のコレクタに接続されており、トランジスタＱ３のエミッタは、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。
【００３０】
トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ３及びＲ４は、カレントミラー回路１０を構成しており、トランジスタＱ１のベースはトランジスタＱ２のベースに接続されている。トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ３を介して接地されており、トランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ４を介して接地されている。
【００３１】
コンデンサＣ２の他端、ダイオードＤ１のカソード、スイッチＳＷ２の一端、補正回路１１の一端及びトランジスタＱ２のコレクタは、共通接続されている（以下、この接続点をＣ点とする。）。
【００３２】
抵抗Ｒ６は、コンデンサＣ１及びＣ２に充電された電荷を放電する放電用抵抗であり、抵抗Ｒ６の他端は、スイッチＳＷ２の他端に接続されている。このスイッチＳＷ２は、スイッチＳＷ１と連動しており、スイッチＳＷ１が抵抗Ｒ１側にある（ＳＷ１がオフ）時は、スイッチＳＷ２は閉じられ（以下、スイッチＳＷ２がオフされるという。）、スイッチＳＷ１が電源１側にある（ＳＷ１がオン）時は、スイッチＳＷ２は開かれる（以下、スイッチＳＷ２がオンされるという。）。初期状態はスイッチＳＷ１はオフ、スイッチＳＷ２はオフである。
【００３３】
コンデンサＣ１の他端、補正回路１１の他端、抵抗Ｒ５の他端及び供試体２であるダイオードのアノード側は、共通接続されている（以下、この接続点をＢ点する。）。コンデンサＣ１は、スイッチＳＷ１がオンされた時、供試体２に発生するスパイク電圧を除去するために設けられたもので、抵抗Ｒ５はコンデンサＣ１と供試体２との間で発生する発振を抑え、またコンデンサＣ１に充電された電荷を放電させる機能を有する。よってコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５は無くても良い。電流計３の他端は、供試体２であるダイオードのカソード側に接続され、電圧計４は供試体２に並列に接続されている。
【００３４】
次に、構成された実施例１の逆方向特性検査装置の動作を説明する。図２は図１のＤ点の電位ＶＤ、Ａ点の電位ＶＡ、Ｃ点の電位ＶＣ及び供試体２に印加される逆方向電圧ＶＲの各時刻での値を示すタイミングチャートである。また、以下の説明において、トランジスタＱ３のベース−エミッタ間の順方向電圧ＶＢＥとダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦは等しいものとし、いずれもＶＦで表す。
【００３５】
まず、供試体２用端子に供試体２を接続し、供試体２に正確な電圧が印加されているかどうかを確認するために、モニター端子に電圧計４を取り付ける。また、電流を測定するために電流計３を取り付ける。
【００３６】
次に、可変抵抗Ｒ２を調整することにより、Ａ点の電位ＶＡを設定し、設定された電位ＶＡと供給電圧ＶＣＣとから供試体２に印加される電圧ＶＲを設定する。電圧ＶＲが収束する時には、点Ａと点Ｂとは点Ｃから見て同電位となるように補正回路１１を設定する。また、電位ＶＡは、可変抵抗Ｒ２の一端（Ｄ点側）と可変抵抗Ｒ２の可変端子ｄとの間の抵抗をＲ２ａとし、可変抵抗Ｒ２の可変端子ｄと可変抵抗Ｒ２の他端（トランジスタＱ１のコレクタ側）との間の抵抗をＲ２ｂとすると、以下の式（２）で表される。
【数２】
2006058227.tif 000004
【００３７】
よって、点Ａの電位ＶＡは式（２）を満足するように、抵抗Ｒ２の値を設定すればよい。
【００３８】
ここで、スイッチＳＷ２が開き、スイッチＳＷ１が閉じると、Ｄ点の電位ＶＤが電源１の供給電圧ＶＣＣになり（図２の時刻ｔ０参照。）、電流が可変抵抗Ｒ２を通り、トランジスタＱ１及びＱ２のベースに流れ、カレントミラー回路として動作する。トランジスタＱ２に電流が流れると、この電流によりコンデンサＣ２に電荷が充電され、Ｃ点の電位ＶＣが供給電圧ＶＣＣから徐々に低下していく（図２の時刻ｔ０〜ｔ１参照。）。
【００３９】
なお、トランジスタＱ２がＮ個並列のトランジスタで構成されている場合には、トランジスタＱ１のコレクタ電流をＩ１とした場合に、トランジスタＱ２に流れる電流は、Ｎ×Ｉ１（＝一定）となる。よって、スイッチＳＷ１をオンした時にコンデンサＣ２に充電されるまでの時間を制御することができる。
【００４０】
次に、Ｃ点の電位ＶＣが、Ａ点の電位ＶＡからトランジスタＱ３のベース−エミッタ間の順方向電圧ＶＦとダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦとを減じた値になった時（図２の時刻ｔ１参照。）、即ち、以下の式（３）を満たした時、
【数３】
2006058227.tif 000005
【００４１】
トランジスタＱ３はオンし、トランジスタＱ３のコレクタ電流が流れる。また、このとき、Ｃ点の電位ＶＣは収束（図２の時刻ｔ１以降参照。）する。補正回路１１は、発光素子部１３が発光したとき、Ｂ点の電位ＶＢとＡ点の電位ＶＡとが同電位になるように補正する回路である。例えば図１においてダイオードを２個直列にしたものであっても良い。
【００４２】
以上から、供試体２に印加される電圧ＶＲは
【数４】
2006058227.tif 000006
【００４３】
となり、供試体２に印加される電圧ＶＲは収束する（図２の時刻ｔ１以降参照。）。従って、発光素子部１３が発光したときに供試体２に印加される電圧ＶＲが収束するので、このときに電流計３で測定された電流の値と、電圧計４で測定された電圧の値とを読み取り、基準値を満足する値になっているかどうかを確認する。検査後、スイッチＳＷ２を閉じ、スイッチＳＷ１を開くと、コンデンサＣ１及びＣ２に蓄積された電荷を抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ６を介して放電させる。
【００４４】
また、供試体２を取り替え、供試体２に印加する電圧ＶＲ（設定電圧）を変えるときは、可変抵抗Ｒ２により、Ａ点の電位ＶＡを設定しなおせばよい。
【００４５】
次に供試体２が、短絡している場合は、図１のＢ点の電位ＶＢが大きいため、Ｃ点の電位ＶＣが大きくなり、コンデンサＣ２にほとんど充電されず、Ｃ点の電位ＶＣにトランジスタＱ３のベース−エミッタ間の順方向電圧ＶＦとダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦとを加えた値がＡ点の電位ＶＡより大きくなる（式（５））。
【数５】
2006058227.tif 000007
【００４６】
このため、ダイオードＤ１に逆バイアスがかかり、トランジスタＱ３がオンせず、発光素子部１３が発光しない。このため、供試体２が短絡していることがわかる。
【００４７】
このように構成された実施例１の逆方向特性検査装置によれば、カレントミラー回路１０と充電部としてコンデンサＣ２とでソフトスタート回路を構成したので、供試体２に印加される電圧を緩やかに上昇させ、チャタリングの発生を防止することができる。また、補正回路の電圧降下は供試体２のリーク電流の個体差によらない。さらにカレントミラー回路１０で突入電流を制限するので、突入電流制限用の抵抗を削除することができ、供試体２のリーク電流の個体差に応じて供給電圧ＶＣＣを調整する作業が不要になり、作業効率が向上する。また、Ａ点の電位ＶＡとＢ点の電位ＶＢとが同電位になるので、供試体２に印加される電圧ＶＲが収束し、このとき発光素子部１３が発光するので、供試体２のリーク電流及び逆方向電圧を測定するタイミング（測定可能な状態であること）を正確に把握することができる。
【００４８】
なお、実施例１に係る逆方向特性検査装置は、例えばトランジスタのコレクタ−エミッタ間の耐圧測定回路でも使用することができる。また、予め電源を入れてから測定するまでの時間を決めておけば、発光素子部１３は省略することができる。また、ダイオードＤ１は、トランジスタＱ３のエミッタ−ベース間耐圧に対する保護回路であり、図１のＣ点とＡ点との電位差がトランジスタＱ３のエミッタ−ベース間逆バイアス耐圧以下となる場合は、ダイオードＤ１を省略することができる。また、抵抗Ｒ３及びＲ４はカレントミラー回路のアーリー効果の影響を抑制するための動作安定化用抵抗であり、省略することもできる。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５は基本回路に対する精度を向上させるためのものであり、省略することもできる。
【実施例２】
【００４９】
図３に本発明の実施例２に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例２の逆方向特性検査装置は、図１に示す実施例１の変形例であり、図３に示すように、実施例１の逆方向特性検査装置の可変抵抗Ｒ２と並列に可変抵抗Ｒを追加したものである。その他の構成は、図１に示す実施例１の構成と同一構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００５０】
図３において、可変抵抗Ｒを可変抵抗Ｒ２と並列に接続したので、可変抵抗Ｒにより、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ１及びトランジスタＱ２に流れる電流Ｉ２を制御することができる。
【００５１】
このように構成された実施例２の逆方向特性検査装置によれば、実施例１の逆方向特性検査装置の動作と同様に動作し、同様の効果が得られる。また、可変抵抗Ｒにより、トランジスタＱ２に流れる電流Ｉ２を制御することができるので、コンデンサＣ２の充電時間を変えることができる。
【００５２】
なお、実施例２に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。また、予め電源を入れてから測定するまでの時間を決めておけば、発光素子部１３は省略することができる。ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い。
【実施例３】
【００５３】
図４に本発明の実施例３に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例３の逆方向特性検査装置は、図１に示す実施例１の変形例であり、フォトカプラと電磁リレーを用いて、電流計３でリーク電流を測定するときだけ、電流計３に電流が流れるようにした自動検査回路を追加したものである。その他の構成は、図４に示すように、図１に示す実施例１の逆方向特性検査装置と同一の構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００５４】
図４において、実施例１の逆方向特性検査装置の発光素子部１３を発光ダイオードＬＥＤ１で構成し、この発光ダイオードＬＥＤ１と受光素子部１５（例えばフォトトランジスタ）とでフォトカプラを構成している。また、電流計３と並列にリレースイッチからなるスイッチＳＷ３が接続おり、このスイッチＳＷ３とコイルＬ１とで電磁リレー１７を構成している。この電磁リレー１７のコイルＬ１の一端は、図示しない電源Ｂに接続されており、コイルＬ１の他端は遅延回路１４を介して受光素子部１５のコレクタに接続され、受光素子部１５のエミッタは接地されている。このスイッチＳＷ３の初期状態はオンであり、初期状態では電流計３には電流が流れないようになっている。なお、遅延回路１４は省略することもできる。
【００５５】
次に、このように構成された実施例３の逆方向特性検査装置の動作を説明する。
【００５６】
まず、供試体２が良品である場合、実施例１と同様に動作し、供試体２の逆方向特性が測定可能な状態になると、トランジスタＱ３がオンし、発光ダイオードＬＥＤ１が発光する。この発光ダイオードＬＥＤ１が発光した光を受光素子部１５が受光し、受光素子部１５がオンする。受光素子部１５がオンすると、図示しない電源ＢからコイルＬ１に電流が流れ、スイッチＳＷ３がオフし、電流計３に電流が流れる。即ち、供試体２の逆方向特性が測定可能な状態であるときだけ電流計３に電流が流れ、このとき、供試体２に電流計３で測定された電流の値と、電圧計４で測定された電圧の値とを読み取り、基準値を満足する値になっているかどうかを確認する。
【００５７】
次に供試体２が例えば短絡している場合、実施例１と同様にトランジスタＱ３がオンしないので、発光ダイオードＬＥＤ１は発光せず、スイッチＳＷ３はオンのままで電流計３には電流が流れない。
【００５８】
従って、このように構成された実施例３の逆方向特性検査装置によれば、発光ダイオードＬＥＤ１が発光し、供試体２が測定可能な状態であるときだけ、電流計３に電流を流すことができる。
【００５９】
なお、実施例３に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。また、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い。
【実施例４】
【００６０】
図５に本発明の実施例４に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例４の逆方向特性検査装置は、図５に示すように、図１に示す実施例１の逆方向特性検査装置の発光素子部１３を具体化したものである。その他の構成は、図１に示す実施例１の構成と同一構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００６１】
発光素子部１３は、電圧補正部１６（例えばツェナーダイオード）と発光ダイオードＬＥＤ１とを直列に接続して構成される。発光ダイオードＬＥＤ１と直列に電圧補正部１６を接続したのは、Ａ点とＢ点の電位が同電位となる前にトランジスタＱ３が動作しないよう補正するためである。
【００６２】
電圧補正部１６のカソードはスイッチＳＷ１の共通端子ｂに接続され、電圧補正部１６のアノードは発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに接続され、発光ダイオードＬＥＤ１のカソードはトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。
【００６３】
なお、実施例４に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い。
【実施例５】
【００６４】
図６に本発明の実施例５に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例５の逆方向特性検査装置は、実施例１〜４において供試体２が短絡した場合に、ダイオードＤ１に逆バイアスがかかり、発光素子部１３が発光しなくなる点を改善した回路である。
【００６５】
実施例５の逆方向特性検査装置は、図６に示すように、図１に示す実施例１の構成に対して、さらに、補正回路１１の一端とダイオードＤ１のカソードとの接続点（Ｃ点）との間に本発明の第２スイッチ手段を構成するダイオードＤ４、Ｄ５及び抵抗Ｒ７と、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４でカレントミラー回路１０を構成するＮＰＮ型のトランジスタＱ４と抵抗Ｒ８を追加したことを特徴とする。その他の構成は、図１に示す実施例１の構成と同一構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００６６】
図６において、補正回路１１の一端はトランジスタＱ４のコレクタ及びダイオードＤ５のカソードに接続され（以下、この接続点をＥ点という。）、ダイオードＤ５のアノードはダイオードＤ４のアノードに接続される（以下、この接続点をＦ点という。）とともに抵抗Ｒ７を介してスイッチＳＷ１の端子ｂに接続されている。ダイオードＤ４のカソードはＣ点に接続されている。トランジスタＱ４のベースはトランジスタＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ４のエミッタは抵抗Ｒ８を介して接地されている。
【００６７】
次にこのように構成された実施例５の逆方向特性検査装置の動作を説明する。まず、供試体２が良品である場合には、スイッチＳＷ２がオンし、スイッチＳＷ１がオンすると、Ｄ点の電位ＶＤが電源１の供給電圧ＶＣＣになり、電流が可変抵抗Ｒ２を通り、トランジスタＱ１及びＱ２のベースに流れ、トランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ４がカレントミラー回路として動作する。トランジスタＱ２に電流が流れると、この電流によりコンデンサＣ２に電荷が充電され、Ｃ点の電位ＶＣが供給電圧ＶＣＣから徐々に低下していく。
【００６８】
また、このとき、トランジスタＱ１、Ｑ２と同様にトランジスタＱ４がオンし、電源１→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ４→トランジスタＱ２→抵抗Ｒ４→電源１の経路で電流が流れるとともに、電源１→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ５→トランジスタＱ４→抵抗Ｒ８→電源１の経路で電流が流れる。
【００６９】
次に、Ｃ点の電位ＶＣが、Ａ点の電位ＶＡからトランジスタＱ３のベース−エミッタ間の順方向電圧ＶＦとダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦとを減じた値になった時、トランジスタＱ３はオンし、Ｃ点の電位ＶＣは収束するので、トランジスタＱ３のコレクタ電流が流れ、発光素子部１３が発光する。なお、補正回路１１での電圧降下ＶＣＬは発光素子部１３が発光したとき、Ｂ点の電位ＶＢとＡ点の電位ＶＡとが同電位になるよう検査前に予め設定されている。
【００７０】
従って、発光素子部１３が発光したときに供試体２に印加される電圧ＶＲが収束するので、このときに電流計３で測定された電流の値と、電圧計４で測定された電圧の値とを読み取り、基準値を満足する値になっているかどうかを確認する。
【００７１】
次に供試体２が短絡している場合には、ダイオードＤ５に逆バイアスがかかり、供試体側と発光素子部側が電気的に切断される。従って、供試体２が良品である場合と同様に、コンデンサＣ２に電荷が充電され、Ｃ点の電位ＶＣが上式（３）のようになったとき、トランジスタＱ３はオンするので、トランジスタＱ３のコレクタ電流が流れ、発光素子部１３が発光する。このときに電圧計４は零Ｖを示し、供試体２が不良品であると判断できる。
【００７２】
従って、供試体２が短絡している場合は、ダイオードＤ５がオフし、Ｃ点の電位ＶＣが大きくなるのを防ぎ、供試体２が良品である場合と同様に発光素子部１３が発光するので、測定するタイミング（測定可能な状態であること）を正確に把握することができる。
【００７３】
また、スイッチＳＷ２を閉じ、スイッチＳＷ１を端子ｃに接続すると、コンデンサＣ２及びコンデンサＣ１に充電された電荷は抵抗Ｒ１、Ｒ５及びＲ６を介して放電される。
【００７４】
なお、実施例５に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。また、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い。
【実施例６】
【００７５】
図７に本発明の実施例６に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例６の逆方向特性検査装置は、図７に示すように、図６に示す実施例５の逆方向特性検査装置の変形例であり、実施例５の第２スイッチ手段を構成しているダイオードＤ４及びＤ５の代わりに、ＰＮＰ型のトランジスタＱ５及びＮＰＮ型のトランジスタＱ６を用いたものである。その他の構成は図６に示す実施例５と同一構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００７６】
なお、実施例６に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。また、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い
【実施例７】
【００７７】
図８に本発明の実施例７に係る逆方向特性検査装置の回路図を示す。実施例７の逆方向特性検査装置は、図８に示すように、図４に示す実施例３の回路に図６に示す実施例５の回路の一部と、図７に示す実施例６の回路の一部と電磁リレー１９とを追加して、供試体２が短絡した場合に、ダイオードＤ１に逆バイアスがかかり、発光素子部１３の発光ダイオードＬＥＤ１が発光しなくなる点を改善した回路である。さらに、スイッチＳＷ２を電磁リレー１８とし、スイッチＳＷ４を電磁リレー１９とし、電磁リレー１８及び１９の動作をスイッチＳＷ１の動作より遅延させるための遅延回路２１を設け供試体に電圧が印加されるタイミング及びコンデンサＣ２の充電によりＣ点の電圧が下がるタイミングをＳＷ１のタイミングからズラし、供試体２へのスパイク電圧をさらに低減したものである。その他の構成は図４に示す実施例３と同一構成であり、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
【００７８】
図８において、補正回路１１の一端はトランジスタＱ４のコレクタ及びダイオードＤ５のカソードに接続され（以下、この接続点をＥ点という。）、ダイオードＤ５のアノードはトランジスタＱ６のエミッタに接続され、トランジスタＱ６のコレクタはＳＷ１の端子ｂに接続されている。トランジスタＱ６のベースは抵抗Ｒ７を介してスイッチＳＷ１の端子ｂに接続される（以下、この接続点をＦ点という。）とともにトランジスタＱ５のエミッタに接続されている。トランジスタＱ５のコレクタは接地され、ベースはダイオードＤ４のアノードの接続されている。ダイオードＤ４のカソードは図８のＣ点に接続されている。トランジスタＱ４のベースはトランジスタＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ４のエミッタは抵抗Ｒ８を介して接地されている。なお、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４はカレントミラー回路を構成している。
【００７９】
電磁リレー１８及び１９は、電圧が飽和するまでのスパイク電圧をさらに抑制するために設けたものであり、遅延回路２１からのＨレベル信号により動作する。電磁リレー１９には抵抗Ｒ１３が直列に接続され、この直列に接続された電磁リレー１９と抵抗Ｒ１３は、コンデンサＣ１に並列に接続されている。
【００８０】
遅延回路２１は、コンパレータ２０、抵抗Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１２、可変抵抗Ｒ１４及びコンデンサＣ３で構成されている。電源Ｂは、コンパレータ２０に電源を供給するとともに抵抗Ｒ９の一端に接続され、抵抗Ｒ９の他端はコンパレータの反転端子に接続されるとともに抵抗Ｒ１１を介して接地されている。コンパレータ２０の非反転端子は、可変抵抗Ｒ１４の可変端子に接続され、抵抗Ｒ１４の一端はスイッチＳＷ１の端子ｂに接続されている。可変抵抗Ｒ１４の他端は、コンデンサＣ３の一端と接続されるとともに抵抗Ｒ１２の一端に接続され、コンデンサＣ３の他端と抵抗Ｒ１２の他端は接地されている。コンパレータ２０の出力端子は、電磁リレー１８及び１９のコイル（図示しない）の一端に接続され、コイルの他端は接地されている。ここでＲ６はコンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電するための抵抗であり、抵抗値は限りなく小さいものとする。
【００８１】
次にこのように構成された実施例７の逆方向特性検査装置の動作を説明する。図９は図８のＤ点の電位ＶＤ、Ａ点の電位ＶＡ、Ｇ点の電位ＶＧ、Ｃ点の電位ＶＣ及び供試体２に印加される逆方向電圧ＶＲの各時刻での値を示すタイミングチャートである。まず、スイッチＳＷ１をオンさせると、図８のＤ点の電位ＶＤが電源１の供給電圧ＶＣＣになり（図９の時刻ｔ０参照。）、電流が可変抵抗Ｒ２を通り、トランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ４のベースに流れ、トランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ４がカレントミラー回路として動作し、電流は抵抗Ｒ６、ＳＷ２を通り、トランジスタＱ２に、電源１→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ４→トランジスタＱ２→抵抗Ｒ４→電源１の経路で電流が流れるとともに、電源１→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ５→トランジスタＱ４→抵抗Ｒ８→電源１の経路で電流が流れる。
【００８２】
また、このとき、可変抵抗Ｒ１４を介してコンデンサＣ３に電荷が充電され、図８のＧ点の電位ＶＧが徐々に上昇していく（図９の時刻ｔ０〜ｔ１参照）。このＧ点の電位ＶＧが図８のＨ点の電位ＶＨよりも大きくなったとき（図９の時刻ｔ１参照）、コンパレータ２０の出力端子は電磁リレー１８及び１９にＨレベル信号を出力する。このＨレベル信号により電磁リレー１８のスイッチＳＷ２及び電磁リレー１９のＳＷ４がオフする。即ち、遅延回路２１によりスイッチＳＷ２及びＳＷ４は、スイッチＳＷ１より時間ｔ１−ｔ０だけ遅れて動作する。また、Ｃ点はスイッチＳＷ２がオンしているため、限りなく電源電圧ＶＣＣに近い値で保たれる。
【００８３】
スイッチＳＷ２がオフすると、Ｃ点の電位ＶＣが徐々に低下する（図９の時刻ｔ１〜ｔ２参照）。Ｃ点の電位ＶＣが、式（３）を満足する値になったとき（図９の時刻ｔ２参照）、トランジスタＱ３はオンし、Ｃ点の電位ＶＣは収束する（図９の時刻ｔ２以降参照）ので、トランジスタＱ３のコレクタ電流が流れ、発光素子部１３の発光ダイオードＬＥＤ１が発光する。この発光ダイオードＬＥＤ１が発光した光を受光素子部１５が受光し、受光素子部１５がオンする。受光素子部１５がオンすると、電源Ｂから電磁リレー１７に電流が流れ、スイッチＳＷ３がオフし、電流計３に電流が流れる。即ち、供試体２の逆方向特性が測定可能な状態であるときだけ電流計３に電流が流れ、このとき、供試体２に電流計３で測定された電流の値と、電圧計４で測定された電圧の値とを読み取り、基準値を満足する値になっているかどうかを確認する。
【００８４】
次に供試体２が短絡している場合には、実施例５、実施例６と同様に供試体側と発光素子部１３側が電気的に切り放される。従って、供試体２が良品である場合と同様に、発光素子部１３の発光ダイオードＬＥＤ１が発光し、電磁リレー１７のスイッチＳＷ３がオフする。このときに電圧計４は零Ｖを示し、供試体２が不良品であると判断できる。また、スイッチＳＷ１を端子ｃに接続すると、コンデンサＣ３の電荷が放電されて、Ｇ点の電位がＨ点の電位より低下するとコンパレータ２０はＬレベル信号を出力する。Ｌレベル信号が出力されると電磁リレー１８及び１９がオンされる。このときコンデンサＣ２及びコンデンサＣ１に充電された電荷も放電される。
【００８５】
このように構成された実施例７の逆方向特性検査装置によれば、実施例３の逆方向特性検査装置の効果と同様な効果が得られる。また、実施例５または実施例６の逆方向特性検査装置の効果と同様な効果が得られる。さらに、追加した電磁リレー１８,１９,抵抗１３及び遅延回路２１により、電圧が飽和するまでのスパイク電圧をさらに抑制することができる。
【００８６】
なお、実施例７に係る逆方向特性検査装置は、耐圧測定回路でも使用することができる。また、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３からＲ５、コンデンサＣ１は実施例１と同じ理由で省略しても良い。また、追加した電磁リレー１９と抵抗Ｒ１３がフィルタ・保護回路の役割を兼ねるので、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５は省略することもできる。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ５を省略せず、電磁リレー１９及び抵抗Ｒ１３を省略することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、種々の半導体素子の逆方向特性の検査を行なう装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図２】図１の回路図のＤ点の電位ＶＤ、Ａ点の電位ＶＡ、Ｃ点の電位ＶＣ及び供試体２に印加される電圧ＶＲの各時刻における値を示したタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図４】本発明の実施例３に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図５】本発明の実施例４に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図６】本発明の実施例５に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図７】本発明の実施例６に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図８】本発明の実施例７に係る逆方向特性検査装置の回路図である。
【図９】図８の回路図のＤ点の電位ＶＤ、Ａ点の電位ＶＡ、Ｇ点の電位ＶＧ、Ｃ点の電位ＶＣ及び供試体２に印加される電圧ＶＲの各時刻における値を示したタイミングチャートである。
【図１０】従来の逆方向特性検査装置の回路図である。
【図１１】従来の他の逆方向特性検査装置の回路図である。
【図１２】図１１の回路図の供試体に印加される電圧の時間変化を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１  電源
２  供試体
３  電流計
４  電圧計
１０  カレントミラー回路
１１  補正回路
１３  発光素子部
１４、２１  遅延回路
１５  受光素子部
１６  電圧補正部
１７〜１９  電磁リレー
２０  コンパレータ
Ｒ１、Ｒ３〜Ｒ１３、Ｒ２０  抵抗
Ｒ、Ｒ２、Ｒ１４  可変抵抗
Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１０、Ｃ２０  コンデンサ
Ｌ１  コイル
ＳＷ１〜ＳＷ４、ＳＷ１０、ＳＷ２０  スイッチ
Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５  ダイオード
ＬＥＤ１  発光ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６  トランジスタ
【図１】
2006058227.tif 000008
【図２】
2006058227.tif 000009
【図３】
2006058227.tif 000010
【図４】
2006058227.tif 000011
【図５】
2006058227.tif 000012
【図６】
2006058227.tif 000013
【図７】
2006058227.tif 000014
【図８】
2006058227.tif 000015
【図９】
2006058227.tif 000016
【図１０】
2006058227.tif 000017
【図１１】
2006058227.tif 000018
【図１２】
2006058227.tif 000019