(57)【要約】【課題】ダイオードへの逆方向電圧の印加後順方向電圧を印加した直後の早い時間領域でダイオードの電流コラプス特性を評価することができるダイオード装置およびダイオード装置の評価方法を提供する。【解決手段】ダイオード装置１００において、第１の回路と、第１の回路と並列に接続され被測定ダイオード１０７を有する測定回路と、第１の回路および測定回路と並列に接続され被測定ダイオード１０７のカソード側の電位を所定の電位にクランプするクランプ回路１１１と、第１の回路、測定回路およびクランプ回路と並列に接続された第２の回路とを備え、被測定ダイオード１０７のカソード電位は、被測定ダイオード１０７のカソード電位が所定値未満の場合に、クランプ回路１１１の出力端子の電位にクランプされる。【選択図】図１
2012181051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路と、前記第１の回路と並列に接続され被測定ダイオードを有する測定回路と、前記第１の回路および前記測定回路と並列に接続され前記被測定ダイオードのカソード側の電位を所定の電位にクランプするクランプ回路と、前記第１の回路、前記測定回路および前記クランプ回路と並列に接続された第２の回路とを備え、
前記第１の回路は、ソース端子とドレイン端子とを有するトランジスタと、第１の抵抗とを備え、前記トランジスタの前記ソース端子は接地され、前記トランジスタの前記ドレイン端子は前記第１の抵抗の一の端子に接続されており、
前記クランプ回路は、複数の端子を有し、前記複数の端子の１つの端子は接地され、前記複数の端子の他の端子のうちの１つは前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、
前記測定回路は、第１の電源を備え、前記第１の電源の負極は接地され、前記第１の電源の正極は前記被測定ダイオードのアノードに接続され、前記被測定ダイオードのカソードは前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、
前記第２の回路は、第２の電源と、第２の抵抗とを備え、前記第２の電源の負極は接地され、前記第２の電源の正極は前記第２の抵抗の一の端子に接続され、前記第２の抵抗の他の端子は前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、
前記被測定ダイオードのカソード電位は、前記被測定ダイオードのカソード電位が所定値未満の場合に、前記クランプ回路の出力端子の電位にクランプされる
ダイオード装置。
【請求項２】
前記クランプ回路は、電界効果トランジスタと、第３の電源と、第３の抵抗とを備え、
前記第３の電源の負極は接地され、前記第３の電源の正極は前記電界効果トランジスタのゲートに接続され、前記電界効果トランジスタのドレインは前記第３の抵抗の一の端子に接続され、前記電界効果トランジスタのソースは前記第１の抵抗の他の端子に接続され、前記第３の抵抗の他の端子は接地されている
請求項１に記載のダイオード装置。
【請求項３】
前記クランプ回路は、ツェナーダイオードと、ダイオードと、第４の抵抗とを直列接続したものであり、前記ツェナーダイオードのカソードと前記ダイオードのカソードとは接続され、前記ツェナーダイオードのアノードは接地され、前記ダイオードのアノードは前記第４の抵抗の一の端子に接続され、前記第４の抵抗の他の端子は前記第１の抵抗の他の端子に接続されている
請求項１に記載のダイオード装置。
【請求項４】
ダイオード装置の評価方法であって、
前記ダイオード装置において、第１の回路と、被測定ダイオードを有する測定回路と、前記被測定ダイオードのカソード側の電圧を所定の値にクランプするクランプ回路と、第２の回路とが互いに並列に接続され、
前記第１の回路に設けられたトランジスタをＯＦＦにし前記被測定ダイオードに逆方向電圧を印加する工程と、
前記逆方向電圧を印加する工程の後、前記トランジスタをＯＮにし前記被測定ダイオードに順方向電圧を印加する工程と、
前記トランジスタをＯＮにした直後の前記被測定ダイオードのアノードとカソードとの間の電圧と電流を測定することにより、前記被測定ダイオードに逆方向電圧を印加した後の前記被測定ダイオードの順方向特性を評価する工程とを含み、
前記被測定ダイオードのカソード電位は、前記被測定ダイオードのカソード電位が所定値未満の場合に、前記クランプ回路の出力端子の電位にクランプされる
ダイオード装置の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオード装置およびダイオード装置の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、シリコン（Ｓｉ）または砒化ガリウム（ＧａＡｓ）等に比べ、バンドギャップ、絶縁破壊電界および電子の飽和ドリフト速度のいずれもが大きい。また、（０００１）面を主面とする基板上に形成した窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）と窒化ガリウム（ＧａＮ）とのヘテロ構造（ＡｌＧａＮ／ＧａＮ）では、自発分極およびピエゾ分極によりヘテロ界面に２次元電子ガスが生じる。このため、不純物をドープしなくても１×１０１３ｃｍ−２程度以上のシートキャリア濃度が得られる。この高濃度の２次元電子ガスをキャリアとして用いたトランジスタ（非特許文献１、２）やダイオード（非特許文献３）が近年注目を集めている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】J. Z. Li, H. X. Jiang, M. A. Khan, Q. Chen、“Two-dimensional electron gas in AlGaN/GaN heterostructures”、Journal of Vacuum Science and Technology、１９９７年、Ｂ１５巻、ｐ．１１１７−１１２０
【非特許文献２】S.C. Binari, W. Kruppa, H.B. Dietrich, G. Kelner, A.E. Wickenden, and J.A. Freitas Jr.、“Fabrication and characterization of GaN FETs”、Solid State Electronics、１９９７年、４１巻、ｐ．１５４９−１５５４
【非特許文献３】A. Kamada, K. Matsubayashi, A. Nakagawa、“High-Voltage AlGaN/GaN Schottky Barrier Diodes on Si Substrate with Low-Temperature GaN Cap Layer for Edge Termination,” Proceedings of the 20th International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC’s、 2008年、p. 225-228
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧａＮのＨＥＭＴ構造を用いたダイオードやトランジスタにおいては、いわゆる電流コラプスと呼ばれる現象が生じ、悪影響を及ぼす。電流コラプスとは、いったんダイオードに逆方向電圧を印加すると、順方向に電圧を印加したときの電流が、逆方向電圧を印加する前に比べ減少する現象である。電流コラプスが生じるデバイスは実用に適さないため、検査を行い、電流コラプスが大きなデバイスを除去する必要がある。
【０００５】
ダイオードの電流コラプスの検査方法としては、いったん逆方向電圧を印加した後、順方向にスイッチした直後１００ｍｓ程度の、比較的遅い時間領域での電流コラプスの評価を半導体パラメータアナライザによって行った報告例はあるが（非特許文献３）、インバータ等への実用上重要な２０μｓ程度の早い時間領域での電流コラプスの評価法は報告例がない。
【０００６】
そこで、ダイオードへの逆方向電圧の印加後順方向電圧を印加した直後の早い時間領域でダイオードの電流コラプス特性を評価することができるダイオード装置およびダイオード装置の評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るダイオード装置は、第１の回路と、前記第１の回路と並列に接続され被測定ダイオードを有する測定回路と、前記第１の回路および前記測定回路と並列に接続され前記被測定ダイオードのカソード側の電位を所定の電位にクランプするクランプ回路と、前記第１の回路、前記測定回路および前記クランプ回路と並列に接続された第２の回路とを備え、前記第１の回路は、ソース端子とドレイン端子とを有するトランジスタと、第１の抵抗とを備え、前記トランジスタの前記ソース端子は接地され、前記トランジスタの前記ドレイン端子は前記第１の抵抗の一の端子に接続されており、前記クランプ回路は、複数の端子を有し、前記複数の端子の１つの端子は接地され、前記複数の端子の他の端子のうちの１つは前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、前記測定回路は、第１の電源を備え、前記第１の電源の負極は接地され、前記第１の電源の正極は前記被測定ダイオードのアノードに接続され、前記被測定ダイオードのカソードは前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、前記第２の回路は、第２の電源と、第２の抵抗とを備え、前記第２の電源の負極は接地され、前記第２の電源の正極は前記第２の抵抗の一の端子に接続され、前記第２の抵抗の他の端子は前記第１の抵抗の他の端子に接続されており、前記被測定ダイオードのカソード電位は、前記被測定ダイオードのカソード電位が所定値未満の場合に、前記クランプ回路の出力端子の電位にクランプされるものである。
【０００８】
この構成により、トランジスタのＯＮおよびＯＦＦを利用して順方向にスイッチした直後の順方向電圧とそのときの順方向電流を求めることができ、ダイオードへの逆方向電圧の印加後順方向電圧を印加した直後の早い時間領域で電流コラプス特性の評価をすることができる。
【０００９】
本発明の一態様に係るダイオード装置は、かかる構成につき、前記クランプ回路は、電界効果トランジスタと、第３の電源と、第３の抵抗とを備え、前記第３の電源の負極は接地され、前記第３の電源の正極は前記電界効果トランジスタのゲートに接続され、前記電界効果トランジスタのドレインは前記第３の抵抗の一の端子に接続され、前記電界効果トランジスタのソースは前記第１の回路に接続され、前記第３の抵抗の他の端子は接地されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の一態様に係るダイオード装置は、かかる構成につき、前記クランプ回路は、ツェナーダイオードと、ダイオードと、第４の抵抗とを直列接続したものであり、前記ツェナーダイオードのカソードと前記ダイオードのカソードとは接続され、前記ツェナーダイオードのアノードは接地され、前記ダイオードのアノードは前記第４の抵抗の一の端子に接続され、前記第４の抵抗の他の端子は前記第１の抵抗の他の端子に接続されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様に係るダイオード装置の評価方法は、ダイオード装置において、第１の回路と、被測定ダイオードを有する測定回路と、前記被測定ダイオードのカソード側の電圧を所定の値にクランプするクランプ回路と、第２の回路とが互いに並列に接続され、前記第１の回路に設けられたトランジスタをＯＦＦにし前記被測定ダイオードに逆方向電圧を印加する工程と、前記逆方向電圧を印加する工程の後、前記トランジスタをＯＮにし前記被測定ダイオードに順方向電圧を印加する工程と、前記トランジスタをＯＮにした直後の前記被測定ダイオードのアノードとカソードとの間の電圧と電流を測定することにより、前記被測定ダイオードに逆方向電圧を印加した後の前記被測定ダイオードの順方向特性を評価する工程とを含み、前記被測定ダイオードのカソード電位は、前記被測定ダイオードのカソード電位が所定値未満の場合に、前記クランプ回路の出力端子の電位にクランプされるものである。
【００１２】
この構成により、トランジスタをＯＦＦにし、被測定ダイオードに逆方向電圧を印加した後、前記トランジスタをＯＮにした直後の前記被測定ダイオードのアノードとカソードとの間の電圧と電流を測定することで、逆方向電圧印加後、順方向にスイッチした直後の順方向電圧とそのときの順方向電流を求めることができる。これにより、ダイオードへの逆方向電圧の印加後順方向電圧を印加した直後の早い時間領域で電流コラプス特性の評価をすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、ダイオードへの逆方向電圧の印加後順方向電圧を印加した直後の早い時間領域でダイオードの電流コラプス特性を評価することができるダイオード装置およびダイオード装置の評価方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るダイオード装置の電気回路図である。
【図２】本実施形態に係るダイオード装置の評価手順を示すフローチャートであり、（ａ）は初期電流値の測定手順（ＶＨ＝０Ｖ）、（ｂ）は電流コラプス特性の測定手順（ＶＨ＞０Ｖ）を示す図である。
【図３】本実施形態に係るダイオード装置において測定したＶＡ、ＶＫ１、ＶＫ２、ＩＡＫの波形を示すグラフであり、（ａ）は−１０μｓｅｃから５０μｓｅｃまでの特性を示したグラフ、（ｂ）は（ａ）における０μｓｅｃから２０μｓｅｃまでのＶＫ１、ＶＫ２を拡大したグラフである。
【図４】本実施形態に係るダイオード装置において測定した電流コラプス特性の測定結果を示すグラフであり、（ａ）は順方向電圧特性、（ｂ）は逆方向電圧特性を示すグラフである。
【図５】変形例に係るダイオード装置の電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るダイオード装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明について、以下の実施形態および添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るダイオード装置の電気回路図である。ここで述べる電流コラプスの評価とは、測定対象のダイオードに逆方向電圧を印加した直後に順方向動作状態にしたときの順方向電流−電圧特性が、逆方向電圧を印加する前の順方向電流−電圧特性に比べ、どの程度電流量が減少するかを評価するためのものである。
【００１７】
ダイオード装置１００は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１のドレイン端子に第１の抵抗１０６（抵抗ＲＬＯＡＤ）が直列に接続された第１の回路と、被測定ダイオード１０７と直流電圧源１０４とが被測定ダイオード１０７のカソード、アノード、直流電圧源１０４の正極、負極の順に直列に接続された測定回路と、抵抗１０８と直流電圧源１０５とが直列に接続された第２の回路とが、互いに並列に接続される。抵抗１０６（抵抗ＲＬＯＡＤ）はなくてもよいが、過電流により直流電圧源１０４が破壊するのを防ぐ意味でも付加するのが望ましい。
【００１８】
さらに、被測定ダイオード１０７のカソードとグラウンドとの間にはクランプ回路１１１が接続される。このクランプ回路１１１は、出力端子Ｋ２を持ち、その電位ＶＫ２が、
（Ａ）カソードの電位ＶＫ１がある特定の電位ＶＴＨ以上の場合にはＶＫ２＝ＶＴＨ、
（Ｂ）カソードの電位ＶＫ１がある特定の電位ＶＴＨ未満の場合にはＶＫ２＝ＶＫ１
となるよう設計される。本実施形態においては、このクランプ回路１１１として、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１１０、抵抗１０３、および直流電圧源１０２を組み合わせたクランプ回路を用いる。
【００１９】
ここで、抵抗１０６は本発明の本実施形態における第１の抵抗、抵抗１０３は第３の抵抗、抵抗１０８は第２の抵抗に相当する。また、直流電圧源１０４は、本発明の本実施形態における第１の電源、直流電圧源１０５は第２の電源、直流電圧源１０２は第３の電源に相当する。
【００２０】
本ダイオード装置１００の電流コラプスを評価する方法を図２により説明する。図２は本実施形態に係るダイオード装置の評価手順を示すフローチャートであり、（ａ）は初期電流値の測定手順（ＶＨ＝０Ｖ）、（ｂ）は電流コラプス特性の測定手順（ＶＨ＞０Ｖ）を示す図である。
【００２１】
（１）はじめに、図２（ａ）に示すように、直流電圧源１０５を電圧ＶＨ＝０Ｖ、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＦＦ状態にし、直流電圧源１０４に電圧ＶＬ＞０Ｖを印加する。その後、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＮ状態へスイッチした後（ステップＳ１０）、ｔＭ秒後における順方向電流ＩＫとカソード電圧ＶＫ１、アノード電圧ＶＡをオシロスコープにより計測する（ステップＳ１１）。これにより、コラプスフリー、つまり、被測定ダイオード１０７に逆方向電圧を印加する前の初期値である被測定ダイオード１０７の順方向電圧ＶＡ−ＶＫと順方向電流ＩＫを得る（ステップＳ１２）。
【００２２】
（２）次に、図２（ｂ）に示すように、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＦＦ状態にし、直流電圧源１０５の電圧ＶＨ＞０Ｖ、直流電圧源１０４の電圧ＶＬ＞０Ｖを順次印加する（ステップＳ２０）。ここで、ＶＨ＞ＶＬである。この状態では、被測定ダイオード１０７に逆方向電圧ＶＡＫＲ（＞０）がかかる。当該ダイオードの逆方向動作時の抵抗をＲｒとすると、ＶＡＫＲ＝（ＶＨ−ＶＬ）Ｒｒ／（ＲＨ＋Ｒｒ）となり、被測定ダイオード１０７の抵抗Ｒｒが抵抗ＲＨに比べ十分大きければ（Ｒｒ＞＞ＲＨ）、被測定ダイオード１０７にかかる逆方向電圧はＶＡＫＲ≒（ＶＨ−ＶＬ）となる。したがって、被測定ダイオード１０７に逆方向電圧ＶＲＥＶを印加した直後の被測定ダイオード１０７の順方向特性を取得したいときは、直流電圧源１０５にＶＨ≒（ＶＲＥＶ＋ＶＬ）の電圧を出力すればよい。
【００２３】
被測定ダイオード１０７にかかる正確な逆方向電圧ＶＡＫＲの値は、Ｋ１点の電圧ＶＫ１とアノード電圧ＶＡを各々オシロスコープにより測定し、（ＶＫ１−ＶＡ）を求めるか、電流プローブ（差動プローブ）１０９によりアノードとカソードとの間の電圧を直接測定することにより求められる（ステップＳ２１）。もちろん、逆方向電圧ＶＡＫＲが所望の値になるように、直流電圧源１０５の電圧ＶＨを制御することもできる。
【００２４】
この状態で、あらかじめ決めた一定時間ｔＨＯＬＤ秒だけ保持する。この一定時間ｔＨＯＬＤは、被測定ダイオード１０７において電流コラプスが生じ、測定時間が不必要に長くならないように自由に定めればよい。
【００２５】
（３）さらに、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＦＦ状態からＯＮ状態へとスイッチする（ステップＳ２２）。このとき、カソード電圧ＶＫ１は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１のＯＮ電圧程度に急激に降下し、それに伴い被測定ダイオード１０７が順方向状態になり、順方向電流ＩＫが流れる。ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＦＦからＯＮ状態へとスイッチした時刻を０として、時刻ｔＭにおいて、カソードに接続されたクランプ回路１１１上のＫ２端子の電位ＶＫ２、アノード電圧ＶＡ、順方向電流ＩＫをオシロスコープにより読み取る（ステップＳ２３）。得られたＶＡ、ＶＫ２を用いて、時刻ｔＭにおける被測定ダイオード１０７にかかる順方向電圧ＶＡＫＦ＝ＶＡ−ＶＫが求められる（ステップＳ２４）。
【００２６】
ここで、被測定ダイオード１０７のカソード電圧ＶＫを測定するにあたり、Ｋ１点での電位ＶＫ１を直接読み取るのではなく、クランプ回路１１１のＫ２点での電位ＶＫ２を用いる理由について、以下、簡単に述べる。
【００２７】
ＶＫ１は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１のＯＦＦ状態においてＶＫ１＿ＯＦＦ≒ＶＨの大きな値、ＯＮ状態ではＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１のＯＮ電圧程度の小さな値ＶＫ１＿ＯＮになる。被測定ダイオード１０７の電流コラプスを計測するためには、この小さなＶＫ１＿ＯＮを精度よく測定しなければならない。
【００２８】
この測定において、オシロスコープの電圧レンジを小さくして測定したとする。その場合、被測定ダイオード１０７の逆方向動作時（ＭＯＳ型電界効果トランジスタがＯＦＦの状態）において、オシロスコープには、その電圧フルレンジを越える電圧ＶＫ１＿ＯＦＦが入力される。ところが、オシロスコープにその電圧フルレンジを超える電圧が入力されると、ダイオードの順方向動作へとスイッチした際、ＶＫ１の電圧波形にオーバーシュート波形およびそれに伴うリンギングパルス波形が生じる。このオーバーシュート波形およびリンギングパルス波形の影響により、被測定ダイオード１０７を順方向にスイッチした直後、例えば、２０μｓ程度の時間領域でのカソード電圧ＶＫ１は正確な値を計測できない。
【００２９】
そこで、オーバーシュートによる影響を排除するため、オシロスコープの電圧レンジを大きくして電圧のフルレンジがＶＫ１＿ＯＦＦ以上になるように設定するとする。この場合、オシロスコープのリカバリー特性によるオーバーシュート波形は生じないが、オシロスコープの分解能に律則され、ＶＫ１＿ＯＮの電圧を正確に読むことが困難である。
【００３０】
以上の問題を回避するため、本発明者らは、被測定ダイオード１０７のカソードにクランプ回路１１１を接続し、その出力端子の電位ＶＫ２が、
（Ａ）カソードの電位ＶＫ１がある特定の電位ＶＴＨ以上の場合にはＶＫ２＝ＶＴＨ、
（Ｂ）カソードの電位ＶＫ１がある特定の電位ＶＴＨ未満の場合にはＶＫ２＝ＶＫ１
となるように設計した。こうすることで、オシロスコープの電圧のフルレンジを、ＶＴＨ以上、かつ、なるべく小さな電圧レンジを選択することにより、順方向動作時のカソード電圧を、精度よく測定できる。
【００３１】
ここで、クランプ回路１１１としては、図１に示すような、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１１０と抵抗１０３とを組み合わせたクランプ回路が適切である。このクランプ回路１１１では、直流電圧源１０２によりＭＯＳ型電界効果トランジスタ１１０のゲートとグラウンドとの間にＭＯＳ型電界効果トランジスタ１１０の閾値電圧以上の電圧ＶＣを与えると、Ｋ２の電位ＶＫ２はおよそＶＣにクランプされる。したがって、カソードの電位ＶＫ１がある特定の電位ＶＴＨ未満の場合には、Ｋ１端子での電圧は、ＶＫ１＝ＶＣとなる。
【００３２】
また、抵抗１０３の抵抗値ＲＣを大きくすれば、このクランプ回路１１１の入力インピーダンスを大きくできる。仮に、入力インピーダンスの小さいクランプ回路１１１を用いると、被測定ダイオード１０７に逆方向電圧を印加するときに、このクランプ回路１１１の入力インピーダンスと抵抗１０８（抵抗ＲＨ）とにより分圧された電圧が印加され、所望の電圧が印加されない。したがって、なるべくインピーダンスの高いクランプ回路１１１を用いることが望ましい。なお、直流電圧源１０２が十分高い電圧を出力できるのであれば、インピーダンスの低いクランプ回路１１１を用いることもできる。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るダイオード装置１００により測定したＶＡ、ＶＫ１、ＶＫ２、ＩＡＫの波形を示すグラフであり、（ａ）は−１０μｓｅｃから５０μｓｅｃまでの特性を示したグラフ、（ｂ）は（ａ）における０μｓｅｃから２０μｓｅｃまでのＶＫ１、ＶＫ２を拡大したグラフである。詳細には、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＦＦにして被測定ダイオード１０７に逆方向電圧を１０秒印加した後、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＮにした直後のＶＡ、ＶＫ１、ＶＫ２、ＩＡＫの波形をオシロスコープにより測定したものである。
【００３４】
ＭＯＳ型電界効果トランジスタ１０１をＯＮにしたとき、第１の回路には電流が流れ、これに伴い直流電圧源１０４から出力される電圧ＶＬが変動する。そのため、図３（ｂ）に示すように、ＶＡが１０μｓまでにおいて安定せず、１０μｓより短い時間領域での測定が不可能である。また、図３（ｂ）に示すように、ＶＫ１の波形を見ると、２０μｓ程度より短い時間領域ではリンギング（波打つように振動する歪み波形）が観測され安定しておらず、測定精度がない。一方、ＶＫ２の波形にはリンギングが観測されておらず、２０μｓ秒程度より短い時間領域での測定が可能である。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るダイオード装置１００において測定した電流コラプスの測定結果を示すグラフであり、（ａ）は順方向電圧特性、（ｂ）は逆方向電圧特性を示すグラフである。詳細には、図４（ａ）は逆方向電圧印加直後、順方向にしてから２０μｓ後のダイオードの順方向電流の順方向電圧に対する関係を表したものである。逆方向電圧印加時間は１０秒とした。また、図４（ｂ）は順方向動作電圧が１Ｖのときの電流を、逆方向電圧の関数、つまり、逆方向電圧印加直後１０μｓ秒後にダイオードに１Ｖかかったときの電流量Ｉを、逆方向電圧印加前の電流Ｉ０で規格化した値Ｉ／Ｉ０を逆方向電圧の関数としてプロットしたものである。逆方向印加電圧が大きくなるに従い、順方向動作時の電圧が増大し、電流が減少していく傾向、すなわち、電流−電圧特性の傾きが小さくなる傾向が見出された。このように、本検査方法により、ダイオードの電流コラプスを評価できる。
【００３６】
（変形例）
次に上記した実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る電気回路が上記した実施形態に係るダイオード装置１００と異なる点は、クランプ回路の構成である。
【００３７】
図５は、本変形例に係るダイオード装置２００の電気回路図である。
【００３８】
図５に示すように、ダイオード装置２００において、クランプ回路２１１は、抵抗２１２と、ダイオード２１３と、ツェナーダイオード２１４とで構成されている。このような構成とすることにより、クランプ回路２１１は、図１に示したクランプ回路１１１よりも入力インピーダンスの小さいクランプ回路となる。ここで、抵抗２１２は、本発明の本実施形態における第４の抵抗に相当する。
【００３９】
入力インピーダンスの小さいクランプ回路２１１を用いると、被測定ダイオード１０７に逆方向電圧を印加するときに、被測定ダイオード１０７にはクランプ回路２１１の入力インピーダンスと抵抗１０８とにより分圧された電圧が印加される。ここで、直流電圧源１０５が十分高い電圧を出力できるのであれば、インピーダンスの低いクランプ回路２１１を用いても被測定ダイオード１０７に逆方向電流を流すことができる。
【００４０】
なお、本発明に係るダイオード装置は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係るダイオード装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、上記した実施形態に係る電気回路のクランプ回路は、図１および図５に示した構成に限らず、その他の構成であってもよい。また、各素子の抵抗値、電圧値、電流値等は上記した数値に限らず、適宜変更してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明で述べたダイオード装置およびダイオード装置の評価方法は、エアコンなどの民生機器の電源回路等で用いられるダイオード装置の電流コラプス特性を評価し、不良品を効率よく選別する方法を提供するものであり、産業上有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００  ダイオード装置
１０１、１１０  ＭＯＳ型電界効果トランジスタ
１０２、１０４、１０５  直流電圧源
１０３、１０６、１０８、２１２  抵抗
１０７  被測定ダイオード
１０９  電流プローブ
１１１、２１１  クランプ回路
２１３  ダイオード
２１４  ツェナーダイオード
【図１】
2012181051.tif 000003
【図２】
2012181051.tif 000004
【図３】
2012181051.tif 000005
【図４】
2012181051.tif 000006
【図５】
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