(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導通状態とした半導体デバイスに電圧を印加し、この際に発生するリーク電流の高周波成分および直流成分を検出して、これら高周波成分と直流成分との比率の印加電圧依存性に基づいて半導体デバイスの耐圧の良否を判定することを特徴とする半導体デバイス劣化判定方法。
【請求項２】
検出された高周波成分の全部または一部の和値を求め、この和値の印加電圧依存性および直流成分の印加電圧依存性を求め、これら両者の印加電圧依存性を用いて高周波成分の和値と直流成分との比率の印加電圧依存性を求める請求項１の半導体デバイス劣化判定方法。
【請求項３】
比率の印加電圧依存性が単調に変化しない場合には半導体デバイスの耐圧を不良と判定する請求項１または２の半導体デバイス劣化判定方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの半導体デバイス劣化判定方法を用いた判定装置であって、半導体デバイスの両極間に直流電圧を印加する第１の手段と、電圧印加時に発生するリーク電流の高周波成分を検出する第２の手段と、リーク電流の直流成分を検出する第３の手段と、第２の手段で求めた高周波成分と第３の手段で求めた直流成分との比率を求める第４の手段と、第４の手段で求めた比率の印加電圧依存性を求める第５の手段を備えていることを特徴とする半導体デバイス劣化判定装置。
【請求項５】
請求項４の半導体デバイス劣化判定装置を備えたことを特徴とする半導体デバイスを有する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体デバイス劣化判定方法および判定装置に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、半導体素子、複数の半導体素子を組み合わせたモジュール、半導体素子を用いた電気回路または電子回路、およびこれを用いた装置などに有用な、様々な型式の半導体デバイスの耐圧良否判定に適用することができ、半導体デバイスにダメージを与えることなく、簡便に、且つ精度良く良否判定することのできる、新しい半導体デバイス劣化判定方法と、小型、且つ低コストな、新しい半導体デバイス劣化判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
一般に、半導体デバイスの定格電圧であるピーク繰り返し逆電圧およびピーク繰り返しオフ電圧は、降伏電圧よりも低い値に設定されているため、良好なオフ特性、つまり降伏電圧以下で電流がほとんど流れない特性となっている。
しかし、製造時の異物混入等の不具合や長期使用時の経年劣化、あるいはサージ電圧等の異常電圧の付加などによって、降伏電圧が低下する場合がある。降伏電圧が定格電圧よりも低くなると、電気回路または電子回路の動作に異常をきたす恐れが出てくる。
【０００３】
従来では、このような降伏電圧の低下を検出し、半導体デバイスの良否を判定するために、半導体デバイスの降伏電圧の近傍に指標として耐圧を設定し、この耐圧を測定している。
具体的には、半導体デバイスを非導通とした状態、つまり電流の導通を阻止する状態で、半導体デバイスに印加する電圧を上げていき、リーク電流、つまり漏れ電流が急激に増大する降伏電圧付近の耐圧を求めて、この電圧の大小により耐圧の良否を判定している。
【０００４】
しかしながら、このような従来の判定方法では、降伏電圧に近く、定格電圧よりも高い電圧を半導体デバイスに加える必要があり、そのために半導体デバイスが損傷または破壊されてしまう可能性があるといった問題があった。
リーク電流は、半導体デバイスのｐｎ接合面に均一に流れず、局所的に集中する場合があり、このリーク電流集中による半導体デバイスへのダメージを避けるためにも、印加する電圧は、このダメージを避けられる程度に低い電圧とすることが望まれる。
【０００５】
そこで、この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、半導体デバイスにダメージを与えるほど高い電圧を印加することなく、半導体デバイスの耐圧の良否判定を簡便に、且つ精度良く行うことができ、さらに様々な型式の半導体デバイスに対して即応することのできる、新しい半導体デバイス劣化判定方法および判定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するものとして、非導通状態とした半導体デバイスに電圧を印加し、この際に発生するリーク電流の高周波成分および直流成分を検出して、これら高周波成分と直流成分との比率の印加電圧依存性に基づいて半導体デバイスの耐圧の良否を判定することを特徴とする半導体デバイス劣化判定方法（請求項１）を提供し、この判定方法において、検出された高周波成分の全部または一部の和値を求め、この和値の印加電圧依存性および直流成分の印加電圧依存性を求め、これら両者の印加電圧依存性を用いて高周波成分の和値と直流成分との比率の印加電圧依存性を求めること（請求項２）や、比率の印加電圧依存性が単調に変化しない場合には半導体デバイスの耐圧を不良と判定すること（請求項３）などをその態様としている。
【０００７】
また、この発明は、上記の半導体デバイス劣化判定方法を用いた判定装置であって、半導体デバイスの両極間に直流電圧を印加する第１の手段と、電圧印加時に発生するリーク電流の高周波成分を検出する第２の手段と、リーク電流の直流成分を検出する第３の手段と、第２の手段で求めた高周波成分と第３の手段で求めた直流成分との比率を求める第４の手段と、第４の手段で求めた比率の印加電圧依存性を求める第５の手段を備えていることを特徴とする半導体デバイス劣化判定装置（請求項４）を提供する。
【０００８】
さらにまた、この発明は、上記の半導体デバイス劣化判定装置を備えたことを特徴とする半導体デバイスを有する装置（請求項５）をも提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の半導体デバイス劣化判定方法は、上記の通り、判定対象である半導体デバイスを非導通状態、つまり電流導通阻止状態として、その両極間に電圧を印加し、この際に流れるリーク電流の高周波成分および直流成分を検出して、これら高周波成分と直流成分との比率に従って半導体デバイスの耐圧の良否判定を行うものである。
【００１０】
ここで、このようなこの発明の方法において検出されるリーク電流について説明する。
半導体デバイスのリーク電流は、半導体素子のｐｎ接合に逆電圧を加えた状態で生じる逆電流を引き起こす基本的な原理で説明できる。
シリコンなどの間接バンドギャップ半導体では、伝導帯と価電子帯の間の媒介中心、つまり再結合中心を介してキャリアである電子および正孔が移動することにより電気が流れる。これには伝導帯から媒介中心への電子捕獲、媒介中心から伝導帯への電子放出、媒介中心から価電子帯への正孔捕獲、価電子帯から媒介中心への正孔放出の４種類の遷移過程がある。
【００１１】
図１は、半導体素子のｐｎ接合に逆電圧を加えた状態を例示した概念図であり、（ａ）は逆電圧ＶR を印加したｎ+ ｐダイオード、（ｂ）は対応するエネルギバンドを例示したものである。
半導体素子のｐｎ接合付近には電荷を運ぶための自由キャリアがほとんど存在しない空乏層（図中▲２▼）が存在する。ｐｎ接合に逆電圧を加えると空乏層はさらに拡大するが、この領域内では自由なキャリアがほとんどないことから、電子および正孔の捕獲の割合が放出の割合に比べて極めて低くなる。このため、逆電圧状態においては空乏層内で生じた電子及び正孔の放出により発生電流が流れる。一方、空乏層外の中性領域（図中▲１▼および▲３▼）において発生する電子−正孔対により拡散電流が流れる。この発生電流と拡散電流との和としてリーク電流が発生する。また、発生電流の大きさは空乏層幅に比例して増加し、拡散電流は空乏層幅に依存しない。
【００１２】
間接バンドギャップ半導体では、前述した４種類の遷移は結晶格子との相互作用を伴う。特に空乏層内では、強い電界のためにキャリアと結晶格子との強い相互作用により振動が生じ、このため、ｐｎ接合に直流の逆電圧を加えてもリーク電流には直流成分とともに微小な高周波成分が含まれると考えられる。
この高周波成分の大きさは、空乏層内で生じる発生電流が大部分であるので、空乏層幅に比例する。また、空乏層幅はｐｎ接合に加わる逆電圧に依存する。一方、リーク電流の直流成分は空乏層内と空乏層外の中性領域の両方から生じ、半導体の劣化が進むにつれて、空乏層以外で生じる直流成分が増加する。したがって、リーク電流の直流成分を同一とした条件で、降伏電圧の高い良好な半導体デバイスと降伏電圧の低下した不良な半導体デバイスとを比較すると、良好な半導体デバイスでは空乏層が最大となったときの幅が大きくなるため、リーク電流の高周波成分は大きくなり、一方、不良な半導体デバイスでは結晶の欠陥などにより空乏層が大きくならないため、高周波成分は小さくなる。すなわち、検出した高周波成分のピーク値を見れば半導体デバイスの耐圧の良否がわかる。
【００１３】
しかしながら、このようなリーク電流の高周波成分のみに従って半導体デバイスの耐圧良否判定を行なう場合では、リーク電流の直流成分のしきい値を予め設定し、リーク電流の直流成分が設定しきい値と一致するように電圧を半導体デバイスの両極間に印加して、その際のリーク電流の高周波成分のピーク値を求める必要がある。このため、そのしきい値の設定のしかたによっては半導体デバイスの耐圧良否判定に影響が出てしまう可能性がある。また、リーク電流が非常に少ない型式の半導体デバイスでは、しきい値を極端に小さくしないと半導体デバイス自体に悪影響を及ぼすほど高い印加電圧になってしまう場合がある。
【００１４】
さらにまた、高周波成分のピーク値が大きいのか小さいのかを判定するための基準値を予め設定しておく必要があるが、ピーク値の大きさおよびそのピーク値となる周波数は半導体デバイスの型式により大きく異なるため、半導体デバイスの型式毎に、互いに耐圧が異なるとともにその耐圧が適度に劣化した複数の参照用の半導体デバイスの高周波成分を予め測定し、判定基準値を求めておく必要があり、判定作業が簡便でなくなることや、精度が正確とならないこともある。もちろん、参照用として同型式かつ耐圧の異なる複数個の素子を入手できない場合には、判定基準値を設定することすら不可能となる恐れもある。
【００１５】
そこで、この発明では、リーク電流の高周波成分とともにリーク電流の直流成分をも検出し、これら高周波成分と直流成分との比率を求め、この比率に従って半導体デバイスの耐圧の良否を判定するようにしている。リーク電流が有する高周波成分と直流成分とでは発生原理が異なると考えられるため、これら両成分の比率を用いれば、上述したように高周波成分のみによらずに、直流成分のしきい値や高周波成分の大きさの判定基準値を予め設定することなく、簡便に、且つ正確に様々な型式の半導体デバイスの耐圧の良否を判定することができるようになる。もちろん、半導体デバイスの両極間に印加される電圧は、半導体デバイスへ悪影響を与えない程度に低いもの、好ましくは定格電圧よりも低いものでよいため、半導体デバイスには何らダメージを及ぼすことがない。
【００１６】
また、高周波成分と直流成分との比率に従っての良否判定は、たとえば比率の印加電圧依存性を用いることによりさらに簡単に、且つ精度良く行なうことができるようにもなる。発生原理の異なる高周波成分と直流成分とでは、半導体デバイスの両極間に印加した電圧に対するそれぞれの依存性も異なると考えられるため、良否判定の簡便さおよび精度のさらなる向上を図ることができる。この比率の印加電圧依存性は、たとえば以下のようにして求められる。
【００１７】
まず、図２（ａ）に例示したように検出された高周波成分の総和値（図中斜線部分）、つまり高周波成分の全部の和値を求め、この総和値の印加電圧依存性を求める。なお、高周波成分の総和値は、たとえば高周波成分Ｉｒを周波数ｆで積分する、つまりＩｒｆ＝∫Ｉｒ（ｆ）ｄｆによって求めることができる。一方で、検出されたリーク電流の直流成分Ｉｒｄｃの印加電圧依存性も求める。もちろん印加電圧は同条件下におけるものである。
【００１８】
高周波成分総和値Ｉｒｆの印加電圧依存性および直流成分Ｉｒｄｃの印加電圧依存性はそれぞれ、たとえば、定格電圧以下の範囲で印加電圧の値を変えて行き、各印加電圧値で発生するリーク電流の高周波成分を測定してその総和値Ｉｒｆを算出し、また直流成分Ｉｒｄｃを測定することにより、得ることができる。図２（ｂ）および（ｃ）は、各々、高周波成分総和値Ｉｒｆおよび直流成分Ｉｒｄｃそれぞれの印加電圧依存性の一例を示したものである。
【００１９】
そして、高周波成分総和値Ｉｒｆおよび直流成分Ｉｒｄｃそれぞれの印加電圧依存性を用いて、たとえば各印加電圧値毎の高周波成分総和値Ｉｒｆおよび直流成分Ｉｒｄｃの比率、つまりＲｆ＝Ｉｒｆ／Ｉｒｄｃを求めて行くことにより、高周波成分総和値Ｉｒｆと直流成分Ｉｒｄｃとの比率Ｒｆの印加電圧依存性を求める。図２（ｄ）は、この比率Ｒｆの印加電圧依存性の一例を示したものである。
【００２０】
この発明では、このようにして得られた比率Ｒｆの印加電圧依存性に従って半導体デバイスの耐圧良否を判定することがより好ましく、たとえば図２（ｄ）に例示したように比率Ｒｆの印加電圧依存性が単調増加、つまり比率Ｒｆが印加電圧の増加に対して単調増加する場合には半導体デバイスの耐圧を良好と判定し、比率Ｒｆが一定であったり、減少したり、一定に増加しないなどのように、印加電圧の増加に対して単調増加でない場合には半導体デバイスの耐圧を不良と判定するといったように、比率Ｒｆの印加電圧依存性から一目で非常に容易に、且つより正確に良否判定を実現することができる。
【００２１】
また、上述した図２の例では、検出された高周波成分の総和値を求め、高周波成分総和値と直流成分との比率の印加電圧依存性を用いて半導体デバイスの耐圧の良否判定を行っているが、高周波成分の全部の和値を対象としなくても、任意範囲の一部の和値を求め、この一部和値と直流成分との比率の印加電圧依存性を用いることによっても、総和値の場合と同様に半導体デバイスの耐圧の良否を正確に判定することができる。
【００２２】
なお、この発明において、高周波成分と直流成分との比率とは、上述の説明からもわかるように両成分それぞれの大きさの比率を意味するが、この大きさとしては、たとえば上述の図２に例示したように電流値（μＡやｍＡなど）により表されるものだけでなく、強度値（ｄＢなど）により表される大きさなども用いることができ、高周波成分と直流成分との比率を求めることができる限り、大きさ値は特に限定されるものではない。
【００２３】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００２４】
【実施例】
図３は、この発明の半導体デバイス劣化判定方法を用いた判定装置の一実施例を示したものである。
この図３に示した例では、（１）が良否判定対象の半導体デバイスであり、この半導体デバイス（１）の両極間に直流電圧を印加するように直流定電圧電源（２）が接続されている。また、半導体デバイス（１）と直流定電圧電源（２）との間には、マイナス側に直流電流計（３）と分圧抵抗器（４）が直列接続されている。分圧抵抗器（４）にはスペクトラムアナライザ（５）の電圧検出用プローブ（６）が接続されており、さらにノイズ低減用高周波フィルタ（７）が分圧抵抗器（４）と電圧検出用プローブ（６）との間に接続されている。これら半導体デバイス（１）、分圧抵抗器（４）、電圧検出用プローブ（６）、およびノイズ低減用高周波フィルタ（７）は、電波ノイズ低減用ボックス（８）内に設けられている。
【００２５】
このような構成を有する判定装置では、まず、半導体デバイス（１）を非導通状態として、その両極間に直流電圧を印加する。非導通状態の半導体デバイス（１）に直流電圧が印加されると、回路にリーク電流が流れる。このリーク電流には、前述したように微少な高周波成分と直流成分が含まれており、これら両成分を検出する。高周波成分の検出は、分圧抵抗器（４）に生じる電圧をスペクトラムアナライザ（５）の電圧検出用プローブ（６）に入力し、任意範囲の高周波数帯域における電圧の強度を測定し、それを電流に換算することにより行なわれる。また、直流成分の検出は、直流電流計（３）により測定して行なわれる。
【００２６】
ところで、リーク電流の高周波成分には、直流定電圧電源（２）から発生するスパイク状のノイズおよび電波ノイズが混入することがある。図４（ａ）は、高周波数帯域１ＭＨｚ〜６ＭＨｚにおけるリーク電流の高周波成分の一検出例を示したものであり、この図４からも明らかなように、高周波成分には、２〜６．５ＭＨｚの範囲でスパイク状ノイズおよび０．５〜２．５ＭＨｚの範囲でラジオ帯の電波ノイズが混入していることがわかる。
【００２７】
検出精度を向上させるためには、これらのノイズを除去することが好ましいため、図３に例示したこの発明の判定装置では、適量のノイズ低減用高周波フィルタ（７）を電圧検出用プローブ（６）の前段に設けて、ノイズの低減を図っている。しかし、スパイク状ノイズの周波数はリーク電流の高周波成分と重なる帯域であるため、ノイズを完全に除去させる程のフィルタを用いるとリーク電流の高周波成分をも減衰させてしまう。このため、フィルタによるノイズ対策には限界がある。したがって、ある程度のノイズ低減用高周波フィルタ（７）を用いるとともに、一般に直流定電圧電源（２）の高周波ノイズは電源装置内部の整流用半導体デバイスのスイッチング動作により発生することから、半導体デバイスを使用していない直流定電圧電源（２）を用いることが望ましい。
【００２８】
さらに、ラジオ帯の電波ノイズを減少させるためには、測定対象半導体デバイス（１）および半導体デバイス（１）付近の配線類を、電波ノイズ低減用ボックス（８）内に備えることが望ましい。図３の判定装置では、このような電波ノイズ低減用ボックス（８）を設け、その内部に半導体デバイス（１）等を備えるようにしている。
【００２９】
このようにノイズ対策を施した図３の判定装置によって、リーク電流の高周波成分を測定したところ、図４（ｂ）に例示したような高周波成分スペクトラム波形が得られ、ノイズが混入している図４（ａ）の波形と比較して、スパイク状の高周波ノイズおよびラジオ帯の電波ノイズが低減されていることがわかる。また、電圧を印加しない状態、あるいは印加する電圧を小さく絞った状態で検出されるバックノイズを測定値から差し引きすることにより、ノイズを削除することができる。
【００３０】
本実施例では、以上のような図３に例示したこの発明の判定装置により、長期使用した５型式の半導体デバイス（１）の耐圧良否判定を行なった。用いた半導体デバイス（１）はそれぞれ、Ａ社製サイリスタ（型式１）、Ａ社製サイリスタ（型式２）、Ｂ社製サイリスタ（型式３）、Ｃ社製サイリスタ（型式４）、Ｄ社製ダイオード（型式５）である。なお、リーク電流高周波成分の検出範囲は１ＭＨｚ〜６ＭＨｚの高周波数帯域とした。また、それぞれの定格電圧は６００Ｖである。各半導体デバイス（１）の両極間に印加される直流電圧は、各半導体デバイス（１）にダメージを与えない程度に低い値である。
【００３１】
まず、Ａ社製サイリスタ（型式１）として、順方向耐圧が８２０Ｖまで低下した不良素子および順方向耐圧１３５０Ｖを保持した正常素子の２つを用い、それぞれの耐圧良否判定を行った。
図５（ａ）（ｂ）は、各々、上記不良素子および正常素子それぞれからのリーク電流の高周波成分総和値Ｉｒｆと直流成分Ｉｒｄｃの印加電圧依存性を例示したものである。これら図５（ａ）（ｂ）から明らかなように、リーク電流の高周波成分は両素子ともほぼ同じ特性となっているが、直流成分が著しく異なっている。つまり、高周波成分だけでなく直流成分をも考慮して判定する方法が非常に有効であることがわかる。なお、高周波成分の総和値Ｉｒｆは、前述したように高周波成分Ｉｒを周波数ｆで積分して求めた積分値である。
【００３２】
図５（ｃ）は、両素子それぞれの高周波成分総和値Ｉｒｆと直流成分Ｉｒｄｃとの比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示したものである。この図５（ｃ）から明らかなように、高周波成分総和値Ｉｒｆがはっきりと現れる３００Ｖ以上、定格電圧６００Ｖ以下において、順方向耐圧１３５０Ｖの正常素子では比率Ｒｆが印加電圧増加に対して単調増加しており、一方、順方向耐圧８２０Ｖの不良素子では比率Ｒｆが印加電圧４００Ｖで減少して単調増加となっていない。このことから、この発明によって、半導体デバイス（１）の耐圧の良否判定を容易に、且つ正確に実現できることがわかる。
【００３３】
なお、上述の図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の例では、印加直流電圧は、定格電圧６００Ｖよりも若干高くなっているが、半導体デバイス（１）としてのＡ社製サイリスタ（型式１）にはダメージを与えない程度に十分に低い電圧であるので、何ら問題はない。
同様にして、他の４型式の半導体デバイス（１）についても耐圧良否判定を行なった。図６は、順方向耐圧が３５４Ｖおよび６３６Ｖに劣化した２個の不良なＡ社製サイリスタ（型式２）それぞれについて得られた比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示したものであり、両不良素子とも比率Ｒｆが定格電圧６００Ｖ以下で下降する曲線となっている。また、順方向耐圧３５４Ｖの素子では印加電圧１００Ｖから比率Ｒｆが減少し、順方向耐圧６３５Ｖの素子では印加電圧４００Ｖから比率Ｒｆが減少しており、より耐圧劣化した素子は比率Ｒｆが減少する印加電圧値がより小さいことがわかる。
【００３４】
図７は、逆方向耐圧７７８Ｖおよび１３６０ＶのＢ社製サイリスタ（型式３）それぞれについて得られた比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示したものである。逆方向耐圧７７８Ｖの素子は、その比率Ｒｆが定格電圧６００Ｖ以下において印加電圧４００Ｖで低下しているため、耐圧不良であり、また逆方向耐圧１３６０Ｖの素子は、その比率Ｒｆが定格電圧６００Ｖまで単調に増加しているため、耐圧良好な正常素子であると判定することができる。
【００３５】
図８は、逆方向耐圧５７４Ｖおよび１０４２ＶのＣ社製サイリスタ（型式４）それぞれについて得られた比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示したものであり、逆方向耐圧５７４Ｖの素子は、その比率Ｒｆが印加電圧５００Ｖで低下しているため、耐圧不良であり、また逆方向耐圧１０４２Ｖの素子は、その比率Ｒｆが定格電圧６００Ｖまで単調増加となっているため、耐圧良好な正常素子であると、図８から一目で正確に判定できる。
【００３６】
図９は、耐圧１０６６Ｖおよび１３６０ＶのＤ社製ダイオード（型式５）それぞれについて得られた比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示したものであり、両素子とも、比率Ｒｆが印加電圧の上昇に伴い単調増加しており、正常素子である。また、より耐圧の大きい素子は比率Ｒｆが増加する割合が大きいこともわかる。
以上の５型式の半導体デバイス（１）に対する耐圧良否判定の結果より、この発明によって、たとえば３００Ｖ以上定格電圧以下において、比率Ｒｆが単調増加すれば耐圧が正常な素子であり、比率Ｒｆが単調に増加していても増加する割合が小さければ若干の耐圧低下をきたした素子、比率Ｒｆが減少に転ずれば劣化素子であると、容易に、且つ正確に判定できる。もちろん、５型式の半導体デバイス（１）すべてに簡便に適用することができており、半導体デバイス（１）の型式に関係なく優れた判定を実現することができる。
【００３７】
なお、高周波成分と直流成分との比率Ｒｆを求める手段は、図３においては図示していないが、たとえば前述したように両成分の印加電圧依存性を求めることにより比率の印加電圧依存性を求めることなどが可能なコンピュータなどの演算装置とすることができる。
ところで、このようなこの発明の半導体デバイス劣化判定装置が組み込まれた、電気装置、電力装置、電子機器および半導体モジュールなどの半導体デバイスを有する装置では、その半導体デバイスの異常が精度良く検知されることとなる。たとえば、図１０は、この発明の半導体デバイス劣化判定装置を備えた装置のの一例を示した回路構成図である。
【００３８】
この図１０に例示した装置は、３個のサイリスタ▲１▼，▲２▼，▲３▼および３個のダイオード▲４▼，▲５▼，▲６▼が配設された主回路部（９）を有する変電所整流装置であって、これら各半導体デバイスの耐圧の良否を判定するようにこの発明の判定装置が組み込まれており、さらに、判定装置と連動して不良素子を知らせる警告装置（１０）が備えられている。
【００３９】
この発明の半導体デバイス劣化判定装置によって上述したように各半導体デバイスの耐圧の良否が判定されると、たとえば、その判定と連動する警告装置（１０）において、耐圧低下が検出されて不良素子であると判定された半導体デバイスに対応するランプ（１１）が点滅するようになっている。
なお、この発明は、電流トリガサイリスタだけでなく、ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）および光トリガサイリスタなどの各種サイリスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ形電界効果トランジスタ）、バイポーラトランジスタおよび静電誘導形トランジスタなどの各種トランジスタ、ショットキーバリアダイオードをはじめとする各種ダイオードなど様々な半導体デバイスや、ハイブリッドＩＣあるいは複数の半導体デバイスが組み合わされた半導体モジュールなどに適用することができる。
【００４０】
この発明の判定装置を備えた半導体デバイスを有する装置としては、たとえば、上記図１０の整流装置の他に、インバータ、周波数変換装置、異周波間あるいは同周波間の電力系統連系装置、交流直流変換器、ＳＶＣ（静止型無効電力補償装置）、ＳＶＧ（静止型無効電力発生装置）、アクティブフィルタ、静止型電流遮断機器、静止型開閉器、静止型限流器、定電圧電源装置、定電流電源装置、無停電電源装置、モータ制御装置、ポンプ制御装置、速度制御装置、温度制御装置などがあげられる。
【００４１】
また、電圧印加時に発生するリーク電流の高周波成分を検出する手段としては、様々な回路接続位置や形態を有するものが適用でき、図３の測定装置におけるオシロスコープの他にも、たとえば、アナライジングレコーダ、ＦＦＴアナライザ、高周波測定器、オシロスコープなどを備えることができる。
さらにまた、この発明では、図３に例示したように分圧抵抗器（４）に生じる電圧から高周波を検出する代りに、ＣＴ（Current Transformer ）などを用いて半導体デバイスを流れる電流から高周波を検出するようにしてもよい。
【００４２】
この発明は以上の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この発明によって、あらゆる型式の半導体デバイスに対して即応でき、それら半導体デバイスの良否の判定を、半導体デバイスへ悪影響を及ぼさない程度の低電圧、好ましくは定格電圧よりも低い電圧の印加で、簡便に、且つ精度良く行うことができる、新しい半導体デバイスの耐圧判定方法、および小型、且つ低コストな判定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体素子のｐｎ接合に逆電圧を加えた状態を例示した概念図であり、（ａ）は逆電圧３Ｖを印加したｎ+ ｐダイオード、（ｂ）は対応するエネルギバンドを例示した図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、各々、リーク電流の高周波成分Ｉｒ、高周波成分の総和値Ｉｒｆの印加電圧依存性、リーク電流の直流成分Ｉｒｄｃの印加電圧依存性、および比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図３】この発明の一実施例である半導体デバイスの耐圧判定方法を用いた判定装置を例示した略構成図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、各々、ノイズ対策前およびノイズ対策後におけるリーク電流の高周波成分のスペクトラム波形を例示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、順方向耐圧が異なる２個のＡ社製サイリスタ（型式１）それぞれの高周波成分積分値Ｉｒｆと直流成分Ｉｒｄｃ、および両素子の比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図６】順方向耐圧が異なる２個のＡ社製サイリスタ（型式２）それぞれの比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図７】逆方向耐圧が異なる２個のＢ社製サイリスタ（型式３）それぞれの比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図８】逆方向耐圧が異なる２個のＣ社製サイリスタ（型式４）それぞれの比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図９】逆方向耐圧が異なる２個のＤ社製ダイオード（型式５）それぞれの比率Ｒｆの印加電圧依存性を例示した図である。
【図１０】この発明の半導体デバイス劣化判定装置を備えた装置の一例を示した回路構成図である。
【符号の説明】
１  半導体デバイス
２  直流定電圧電源
３  直流電流計
４  分圧抵抗器
５  スペクトラムアナライザ
６  電圧検出用プローブ
７  ノイズ低減用高周波フィルタ
８  電波ノイズ低減用ボックス
９  主回路部
１０  警告装置
１１  ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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