(57)【要約】【課題】リモート温度センサ等の温度制御装置を追加設置することなく半導体集積回路上に形成された温度検出回路の検査が可能な半導体装置およびその検査方法を提供する。【解決手段】半導体ユニット１００は、温度変化に応じて変化する第１電流を出力する第１電流源１１１と、基準信号ＶREFにより出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の第２電流を出力する第２電流源１１２と、第１電流と第２電流の差を第３電流として入力し電圧に変換して温度信号ＶTMPとして出力する電流電圧変換回路１１３から構成される温度検出回路１１０と、温度検出回路１１０と同一チップ上に形成され、設定信号ＶSETにより発熱量が変化する信号処理回路１２０を具備する。判定手段は、設定信号ＶSETおよび基準信号ＶREFを印加した際の温度検出回路１１０から出力される温度信号ＶTMPを検査基準値ＶTESTと比較し、半導体ユニット１００の適否を判定する。  【選択図】  図１
2009109314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度変化に応じて出力が変化する電流を第１電流として出力する第１電流源、および外部から入力される基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の電流を第２電流として出力する第２電流源、および前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し前記第３電流を電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路より構成される温度検出回路と、前記温度検出回路と同一チップ上に形成され、外部から入力される設定信号により発熱量が変化する信号処理回路とを同一チップ上に具備する半導体ユニットと、
前記設定信号および前記基準信号を出力する制御信号生成手段と、
前記半導体ユニットの検査基準値を保持する検査基準値保持手段と、
前記設定信号および前記基準信号に応じた前記温度信号を前記検査基準値と比較し、前記半導体ユニットの適否を判定する判定手段と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記信号処理回路は、外部より入力される前記設定信号に応じて消費電流が変化するアナログ回路より構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記信号処理回路は、外部より入力される前記設定信号に応じて動作周波数が変更可能なデジタル回路より構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１電流源は、各々の第１端子が第１の電圧を出力する第１電圧源に接続され、ｐｎ接合の面積が１：Ｎ（Ｎは任意の正の値）である第１のダイオードおよび第２のダイオードと、一端が前記第２のダイオードの第２端子に接続された第１の抵抗器と、第１端子が前記第１のダイオードの第２端子に接続された第１導電型の第１のトランジスタと、第１端子が前記第１の抵抗器の他端に接続され、制御端子が第２端子および前記第１のトランジスタの制御端子に接続された第１導電型の第２のトランジスタと、第１端子が第２の電圧を出力する第２電源に接続され、第２端子が制御端子と、前記第１導電型の第１のトランジスタの第２端子に接続された第２導電型の第３のトランジスタと、第１端子が前記第２電源に接続され、制御端子が前記第２導電型の第３のトランジスタの制御端子に共通に接続され、第２の端子が前記第２のトランジスタの第２端子に接続された第２導電型の第４のトランジスタと、第１端子が前記第２電圧源に接続され、制御端子が前記第３および第４のトランジスタの制御端子に共通に接続され、第２端子が前記第１電流の出力端子となる第２導電型の第５のトランジスタとから構成され、
前記第２電流源は、非反転入力端子が前記基準信号の入力端子に接続された第１の演算増幅器と、一端が前記第１の演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が前記第２電圧源に接続された第２の抵抗と、制御端子が前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、第１端子が前記第１の演算増幅器の反転入力端子に接続された第６の第２導電型トランジスタと、入力端子が前記第６の第２導電型トランジスタの第２端子に接続され、出力端子が前記第２電流の出力端子となるカレントミラー回路とで構成され、
前記電流電圧変換回路は非反転入力端子が前記基準信号の入力端子に接続され、反転入力端子が前記第１電流の出力端子および前記第２電流の出力端子に接続され、出力端子が前記温度信号の出力端子となる第２の演算増幅器と、一端が前記第２の演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が前記第２の演算増幅器の出力端子に接続された第３の抵抗器とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
温度検出回路と同一基板上に設けられた信号処理回路に消費電力を設定するための第１の設定信号を設定し、このときの温度検出回路から第１の温度信号を保持し、
前記信号処理回路に消費電力を設定するための第２の設定信号を設定し、このときの温度検出回路から第２の温度信号を保持し、
前記第１の温度信号と前記第２の温度信号の差分値を求め、この差分値が検査基準値の許容範囲内あるか否かを判定する半導体装置の検査方法。
【請求項６】
温度検出回路内に設けられ、基準信号により出力電流が制御可能であり、かつ温度に対して略一定の電流を出力する電流源に対して、第１の基準信号を設定し、このときの温度検出回路の第１の温度信号を保持し、
前記電流源に対して、第２の基準信号を設定し、このときの温度検出回路の第２の温度信号を保持し、
前記第１の温度信号と前記第２の温度信号の差分値を求め、この差分値が検査基準値の許容範囲内あるか否かを判定する半導体装置の検査方法。
【請求項７】
温度変化に応じて出力が変化する電流を第１電流として出力する第１電流源、
外部から入力される基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の電流を第２電流として出力する第２電流源、および
前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し前記第３電流を電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路、
から構成される温度検出回路と、
前記温度検出回路と同一チップ上に形成され、外部から入力される設定信号により発熱量が変化する信号処理回路と、
を具備することを特徴とする半導体ユニット。
【請求項８】
温度変化に応じて出力が変化する第１電流を出力する第１電流源と、基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の第２電流を出力する第２電流源と、前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路とより構成される温度検出回路と、設定信号により発熱量が変化する信号処理回路を具備する半導体ユニットの半導体検査装置であって、
前記設定信号および前記基準信号を出力する制御信号生成手段と、
前記半導体ユニットの検査基準値を保持する検査基準値保持手段と、
前記設定信号および前記基準信号に応じた前記温度信号を前記検査基準値と比較し、前記半導体ユニットの適否を判定する判定手段と、
を具備することを特徴とする半導体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の検査方法に関し、詳しくは、半導体基板上に構成される温度検出回路を検査する機能を有する半導体装置および半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路上に温度検出回路を形成し、この温度検出回路の出力に基づいて環境温度を測定する半導体装置が知られている。このような半導体装置内の温度検出回路が適正に動作するかを検査する必要があり、このための特許文献１に開示されるような半導体検査装置が知られている。
【特許文献１】特開２００３−４７９９号公報
【０００３】
特許文献１に開示された半導体検査装置は、図８に示すように、検査対象の半導体素子１０を載置台１１に載せ、温度コントローラ３１によって熱流通手段１４を制御することにより、載置台１１の温度を変化させる。この状態でリモート温度センサ３０は非接触で載置台１１の温度を測定し、半導体素子１０の温度が所定温度となるように熱流通手段１４の発熱体と吸熱体を制御する。したがって、リモート温度センサ３０は載置台１１から離れた位置より半導体素子１０の温度を非接触で測定することができ、このため載置台１１に測温素子を埋め込む必要がなくなり、信号線が引き回されてノイズの影響受け、また信号線が断線することがなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の半導体検査装置は、半導体素子を所望の温度に加熱し、また吸熱した状態で検査するために、熱流通手段、温度コントローラおよびリモート温度センサ等の温度制御装置を設ける必要がある。このため半導体集積回路上に形成された温度測定回路の測定にあたって、コストが上昇してしまうという課題があった。
【０００５】
本願発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、熱流通手段、温度コントローラおよびリモート温度センサ等の温度制御装置を追加設置することなく半導体集積回路上に形成された温度検出回路の検査を行うことが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる半導体装置は、温度変化に応じて出力が変化する電流を第１電流として出力する第１電流源、および外部から入力される基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の電流を第２電流として出力する第２電流源、および前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し前記第３電流を電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路より構成される温度検出回路と、前記温度検出回路と同一チップ上に形成され、外部から入力される設定信号により発熱量が変化する信号処理回路とを同一チップ上に具備する半導体ユニットと、前記設定信号および前記基準信号を出力する制御信号生成手段と、前記半導体ユニットの検査基準値を保持する検査基準値保持手段と、前記設定信号および前記基準信号に応じた前記温度信号を前記検査基準値と比較し、前記半導体ユニットの適否を判定する判定手段を具備する。
【０００７】
第２の発明に係わる半導体装置は、上記第１の発明において、前記信号処理回路は、外部より入力される前記設定信号に応じて消費電流が変化するアナログ回路より構成される。
【０００８】
また、第３の発明に係わる半導体装置は、上記第１の発明において、前記信号処理回路は、外部より入力される前記設定信号に応じて動作周波数が変更可能なデジタル回路より構成される。
【０００９】
さらに、第４の発明に係わる半導体装置は、上記第１の発明において、
前記第１電流源は、各々の第１端子が第１の電圧を出力する第１電圧源に接続され、ｐｎ接合の面積が１：Ｎ（Ｎは任意の正の値）である第１のダイオードおよび第２のダイオードと、一端が前記第２のダイオードの第２端子に接続された第１の抵抗器と、第１端子が前記第１のダイオードの第２端子に接続された第１導電型の第１のトランジスタと、第１端子が前記第１の抵抗器の他端に接続され、制御端子が第２端子および前記第１のトランジスタの制御端子に接続された第１導電型の第２のトランジスタと、第１端子が第２の電圧を出力する第２電源に接続され、第２端子が制御端子と、前記第１導電型の第１のトランジスタの第２端子に接続された第２導電型の第３のトランジスタと、第１端子が前記第２電源に接続され、制御端子が前記第２導電型の第３のトランジスタの制御端子に共通に接続され、第２の端子が前記第２のトランジスタの第２端子に接続された第２導電型の第４のトランジスタと、第１端子が前記第２電圧源に接続され、制御端子が前記第３および第４のトランジスタの制御端子に共通に接続され、第２端子が前記第１電流の出力端子となる第２導電型の第５のトランジスタとから構成され、
前記第２電流源は、非反転入力端子が前記基準信号の入力端子に接続された第１の演算増幅器と、一端が前記第１の演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が前記第２電圧源に接続された第２の抵抗と、制御端子が前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、第１端子が前記第１の演算増幅器の反転入力端子に接続された第６の第２導電型トランジスタと、入力端子が前記第６の第２導電型トランジスタの第２端子に接続され、出力端子が前記第２電流の出力端子となるカレントミラー回路とで構成され、
前記電流電圧変換回路は非反転入力端子が前記基準信号の入力端子に接続され、反転入力端子が前記第１電流の出力端子および前記第２電流の出力端子に接続され、出力端子が前記温度信号の出力端子となる第２の演算増幅器と、一端が前記第２の演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が前記第２の演算増幅器の出力端子に接続された第３の抵抗器とで構成される。
【００１０】
第５の発明に係わる半導体装置の検査方法は、温度検出回路と同一基板上に設けられた信号処理回路に消費電力を設定するための第１の設定信号を設定し、このときの温度検出回路から第１の温度信号を保持し、前記信号処理回路に消費電力を設定するための第２の設定信号を設定し、このときの温度検出回路から第２の温度信号を保持し、前記第１の温度信号と前記第２の温度信号の差分値を求め、この差分値が検査基準値の許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００１１】
第６の発明に係わる半導体装置の検査方法は、温度検出回路内に設けられ、基準信号により出力電流が制御可能であり、かつ温度に対して略一定の電流を出力する電流源に対して、第１の基準信号を設定し、このときの温度検出回路の第１の温度信号を保持し、前記電流源に対して、第２の基準信号を設定し、このときの温度検出回路の第２の温度信号を保持し、前記第１の温度信号と前記第２の温度信号の差分値を求め、この差分値が検査基準値の許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００１２】
第７の発明に係わる半導体ユニットは、温度変化に応じて出力が変化する電流を第１電流として出力する第１電流源、外部から入力される基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の電流を第２電流として出力する第２電流源、および前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し前記第３電流を電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路から構成される温度検出回路と、前記温度検出回路と同一チップ上に形成され、外部から入力される設定信号により発熱量が変化する信号処理回路とを具備する。
【００１３】
第８の発明に係わる半導体検査装置は、温度変化に応じて出力が変化する第１電流を出力する第１電流源、基準信号により出力電流が制御可能かつ温度に対して略一定の第２電流を出力する第２電流源、および前記第１電流と前記第２電流との差を第３電流として入力し電圧に変換して温度信号として出力する電流電圧変換回路より構成される温度検出回路と、設定信号により発熱量が変化する信号処理回路とを具備する半導体ユニットの半導体検査装置であって、前記設定信号および前記基準信号を出力する制御信号生成手段と、前記半導体ユニットの検査基準値を保持する検査基準値保持手段と、前記設定信号および前記基準信号に応じた前記温度信号を前記検査基準値と比較し、前記半導体ユニットの適否を判定する判定手段を具備する。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、設定信号の変化に応じて変化する温度信号、および基準信号の変化に応じて変化する温度信号の測定結果を検査基準値と比較することにより、半導体ユニット上に形成された温度検出回路の適否判定を行うことができる。このような半導体装置は、温度検出回路の検査のために温度制御装置を必要としないため、オンチップ温度検出回路の検査にかかるコストを低下させることができる。
【００１５】
第２および第３の発明によれば、外部より入力される設定信号により発熱量を制御可能な信号処理回路を半導体ユニット上に実現できる。したがって、熱流通手段や温度コントローラを用いずに温度検出回路の検査に必要な温度条件を作り出せる半導体装置を提供することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、基準信号の変化に対応して出力される温度信号の変化と、設定信号により制御される半導体装置の温度変化に対応して出力される温度信号の変化の両方を検出できる温度検出回路を提供することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、設定信号により発熱量を制御可能な信号処理回路を有する場合に、少なくとも２点における設定信号の変化に対応する温度信号の差分値に基づいて半導体装置の検査を行っている。このため少なくとも２点での発熱量の変化範囲において温度検出回路が適正に動作するかを判定することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、基準信号により出力電流が制御可能であり、かつ温度に対して略一定の電流を出力する電流源を有する場合に、少なくとも２点における基準信号の変化に対応する温度信号の差分値に基づいて半導体装置の検査を行っている。このため少なくとも２点での電流の変化範囲において温度検出回路が適正に動作するかを判定することができる。
【００１９】
第７の発明によれば、基準信号や設定信号を変化させることにより温度信号検出回路の適否を容易に検査でき、温度検出回路の検査のために温度制御装置等を必要としない半導体ユニットを提供することができる。
【００２０】
第８の発明によれば、基準信号や設定信号を変化させ、その際、判定手段は温度検出回路からの温度信号に基づいて適否を判定していることから、検査のために温度制御装置等を必要としない半導体検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面に従って本発明を適用した半導体装置を用いて好ましい実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係わる半導体装置１０００のブロック図である。半導体装置１０００は、半導体ユニット１００、制御信号生成手段２００、判定手段３００および検査基準値保持手段４００とから構成される。
【００２２】
半導体ユニット１００には、温度検出回路１１０および信号処理回路１２０が同一チップ上に形成され、ユニット化されている。温度検出回路１１０は、第１電流源１１１、第２電流源１１２、電流電圧変換回路１１３および差分器１１４から構成される。第１電流源１１１は、温度変化に応じて出力が変化する第１電流ＩPTATを出力する。第２電流源１１２は、外部から入力する基準信号ＶREFに依存し、かつ温度に対して略一定の第２電流ＩCONSTを出力する。
【００２３】
差分器１１４は、第１電流ＩPTATと第２電流ＩCONSTの差を第３電流として出力する。なお、差分器１１４は、単に第２電流から第１電流を引き抜くように回路接続すればよく、特段の回路素子をもたなくてもよい。電流電圧変換回路１１３は、第３電流を入力し、この第３電流を電圧に変換し、温度信号ＶTMPとして出力する。
【００２４】
信号処理回路１２０は、温度検出回路１１０と同一チップ上に形成されており、外部から設定される設定信号ＶSETにより発熱量が変化する。この信号処理回路１２０は、発熱させるために特別に設けられた回路ではなく、半導体ユニット１００が、本来、果たすべき信号処理やアクチュエータの駆動等を実行するための回路である。
【００２５】
制御信号生成手段２００は、半導体ユニット１００の温度検出回路１１０が適正に動作するかを検査するために、設定信号ＶSETおよび基準信号ＶREFを出力する。検査基準値保持手段４００は、半導体ユニット１００の検査基準値ＶTESTを保持する。判定手段３００は、温度信号ＶTEMPと検査基準値ＶTESTの値を比較し、半導体ユニット１００内の温度検出回路１１０の適否を判定する。
【００２６】
この半導体装置１０００は、制御信号生成手段２００、判定手段３００および検査基準値保持手段４００からなる検査装置に、半導体ユニット１００を装着し、半導体ユニット１００内の温度検出回路１１０の適否の検査を行う。なお、検査装置内のいずれか少なくとも１つの手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、後述するフローチャートに沿って各手段の制御を行うことにより、半導体装置１０００における温度検出回路の検査を行う。
【００２７】
次に、このように構成された半導体装置１０００の動作原理について、図２および図３を用いて説明する。最初に半導体ユニット１００に入力される設定信号ＶSETおよび基準信号ＶREFに対応して出力される温度信号ＶTEMPとの関係について説明する。
【００２８】
電流電圧変換回路１１３の電流・電圧変換係数をＧとすると、温度信号ＶTEMPは、差分器１１４によって第２電流源１１２から出力される第２電流ＩPTATと第１電流源１１１から出力される第１電流ＩCONSTの差分が、電流電圧変換回路１１３によって電圧に変換された電圧であることから、次の式１で表される。
ＶTMP ＝ Ｇ（ＩPTAT（Ｔ）−ＩCONST（ＶREF））  ・・・（式１）
ここで、式１中のＴは、半導体ユニット１００の絶対温度を示す。
【００２９】
次に、基準信号ＶREFが一定の条件で設定信号ＶSETを変化させた場合に測定される温度信号ＶTMPの変化について説明する。信号処理回路１２０の発熱量は、設定信号ＶSETに応じて変化するから、半導体ユニット１００の絶対温度Ｔは設定信号ＶSETの関数で表される。即ち、
Ｔ ＝ Ｔ（ＶSET）                               ・・・（式２）
が成立する。これから、式１は式２を用いて、次のように表すことができる。
ＶTMP ＝ Ｇ｛ＩPTAT（Ｔ（ＶSET））−ＩCONST（ＶREF）｝
＝ Ｇ（ＩPTAT（ＶSET）−ＩCONST（ＶREF））  ・・・（式３）
【００３０】
したがって、第１の設定信号ＶSET_normに応じて出力される第１の温度信号ＶTMP_norm1、および第２の設定信号ＶSET_testに応じて出力される第２の温度信号ＶTMP_test1は、式３を用いて、それぞれ以下の式で表される。
ＶTMP_norm1＝Ｇ（ＩPTAT（ＶSET_norm）−ＩCONST（ＶREF））  ・・・（式４）
ＶTMP_test1＝Ｇ（ＩPTAT（ＶSET_test）−ＩCONST（ＶREF））  ・・・（式５）
【００３１】
半導体ユニット１００の絶対温度Ｔが設定信号ＶSETに一次比例して上昇する場合、設定温度ＶSETと温度信号ＶTMPの関係は図２の様に表される。ここで、単純化のために、絶対温度Ｔは、設定温度ＶSETに一次比例する場合のみを図示したが、式２に示す通り、半導体ユニット１００の絶対温度Ｔと設定信号ＶSETの間には、任意の単調関数で表される対応関係が成立していればよい。
【００３２】
ただし、第１の設定信号ＶSET_normと第２の設定信号ＶSET_testは、ＶSET_norm≠ＶSET_testである限り、検査対象の半導体ユニット１００の動作定格内であれば、任意の値をとることができる。したがって、式４と式５の差は、
ＶTMP_norm1−ＶTMP_test1＝Ｇ（ＩPTAT（ＶSET_norm）−ＩPTAT（ＶSET_test））
・・・（式６）
と表される。
【００３３】
即ち、判定手段３００は、第１の設定信号ＶSET_normに対応して出力される第１の温度信号ＶTMP_norm1と第２の設定信号ＶSET_testに対応して出力される第２の温度信号ＶTMP_test1を測定し、それらの差分が検査基準値保持手段４００から読み出された第１の検査基準値ＶTEST＝ＶTEST1±ΔＶTEST1の範囲内であるか否かを判定することにより、温度検出回路１１０内の第１電流源１１１および電流電圧変換回路１１３が正常に動作しているか否かを判定することができる。
【００３４】
なお、ここで、ＶTEST1は半導体ユニット１００が良品である際に期待される、ＶTMP_norm1−ＶTMP_test1の標準的な値である。また、ΔＶTEST1は検査した半導体ユニット１００を良品サンプルとして判定するための許容範囲である。
【００３５】
次に、設定信号ＶSETが一定、即ち半導体ユニット１００の絶対温度Ｔを一定とし、この状態で基準信号ＶREFを変化させた場合に測定される温度信号ＶTMPの変化について説明する。
【００３６】
まず、第１の基準信号ＶREF＝ＶREF_normに応じて出力される第３の温度信号ＶTMP＝ＶTMP_norm2、および第２の基準信号ＶREF＝ＶREF_testに対応して出力される第４の温度信号ＶTMP_test2は、それぞれ式１を用いて、以下の式で表される。
ＶTMP_norm2＝Ｇ（ＩPTAT（Ｔ）−ＩCONST（ＶREF_norm））  ・・・（式７）
ＶTMP_test2＝Ｇ（ＩPTAT（Ｔ）−ＩCONST（ＶREF_test））  ・・・（式８）
【００３７】
また、第２電流ＩCONST が基準信号ＶREFの一次関数で表される場合、基準信号ＶREFと温度信号ＶTMPの関係は、図３のように表される。ただし、第１の基準信号ＶREF_normと第２の基準信号ＶREF_testは、ＶREF_norm≠ＶREF_testである限り、検査対象の半導体ユニット１００の動作定格内であれば、任意の値をとることができる。また、基準信号ＶREFはアナログ信号であってもよいし、またアナログ信号に対応したデジタル信号であってもよい。
【００３８】
第３の温度信号ＶTMP_norm2と第４の温度信号ＶTMP_test2との差分は、式７と式８の差より、
ＶTMP_norm2−ＶTMP_test2＝−Ｇ（ＩCONST（ＶREF_norm）−ＩCONST（ＶREF_test））
・・・（式９）
として求められる。
【００３９】
即ち、判定手段３００は、第１の基準信号ＶREF_normに対応して出力される第３の温度信号ＶTEM_norm2と第２の基準信号ＶREF_testに対応して出力される第４の温度信号ＶTMP_test2を測定し、それらの差分が検査基準値保持手段４００から読み出される第２の検査基準値ＶTEST＝ＶTEST2±ΔＶTEST2の範囲内であるか否かを判定する。これによって、温度検出回路１１０内の第２電流源１１２および電流電圧変換回路１１３が正常に動作しているか否かを判定することができる。
【００４０】
なお、ここで、ＶTEST2は半導体ユニット１００が良品である際に期待されるＶTMP_norm2−ＶTMP_test2の標準的な値である。また、ΔＶTEST2は検査した半導体ユニット１００を良品サンプルとして判定するための許容範囲を示す。
【００４１】
次に、半導体装置１０００の検査時における動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、半導体装置１０００の検査手順の一例を示す。この検査のフローに入ると、最初に、制御信号生成手段２００は、半導体ユニット１００に対し、第１の設定信号ＶSET＝ＶSET_normを印加する（Ｓ１）。第１の設定信号ＶSET_normが印加されると、信号処理回路１２０は第１の設定信号に応じた電力で動作し、これに伴って発熱する。
【００４２】
続いて、判定手段３００は、半導体ユニット１００より出力される第１の温度信号ＶTMP＝ＶTMP_norm1を測定し、測定結果を判定手段３００内のメモリ（不図示）に保持する（Ｓ２）。すなわち、ここで、温度検出回路１１０によって半導体ユニット１００の温度に相当する温度信号が検出される。
【００４３】
この後、制御信号生成手段２００は、半導体ユニット１００に対し、第２の設定信号ＶSET＝ＶSET_testを印加する（Ｓ３）。第２の設定信号ＶSET_testが印加されると、信号処理回路１２０は、第２の設定信号に応じた電力で動作し、これに伴って発熱する。
【００４４】
続いて、判定手段３００は、半導体ユニット１００より出力される第２の温度信号ＶTMP＝ＶTMP_test1を測定し、測定結果を判定手段３００内のメモリ（不図示）に保持する（Ｓ４）。すなわち、ステップＳ１と異なる温度設定し、この状態で温度検出回路１１０によって検出される半導体ユニット１００の温度の測定結果を保持する。
【００４５】
次に判定手段３００は、第１の温度信号ＶTMP_norm1と第２の温度信号ＶTMP_test1の差分を演算し、この演算結果が検査基準値保持手段４００から読み出した第１の検査基準値ＶTEST＝VTEST1±ΔＶTEST1の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５）。判定の結果、第１および第２の温度信号の差分値が、第１の検査基準値の許容範囲内であれば、ステップＳ５に進み、許容範囲外であればステップＳ１２に進む。
【００４６】
すなわち、ステップＳ１〜ステップＳ５においては、基準信号ＶREFを一定に維持したままで（すなわち、ＩCONST一定）、設定信号ＶSETを変化させることにより、信号処理回路１２０における発熱量を変化させている。設定信号ＶSETの変化は予め決められていることから、温度検出回路１１０が正常に動作していれば、そのときの第１および第２の温度信号ＶTMPの差分値のバラツキは、許容範囲ΔＶTEST1内に収まる。ステップＳ５における判定の結果、差分値が検査基準値の範囲内であれば、一応合格とし、ステップＳ６以下で次の検査に進み、一方、差分値が検査基準値の範囲外であれば、ステップＳ１２において不合格としている。
【００４７】
ステップＳ５の判定の結果、温度信号の差分値が検査基準値内であり、検査対象の半導体ユニット１００が合格した場合には、次に、制御信号生成手段２００は第１の基準信号ＶREF＝ＶREF_normを印加する（Ｓ６）。続いて、判定手段３００は、半導体ユニット１００より出力される第３の温度信号ＶTMP＝ＶTMP_norm2を測定し、測定結果を判定手段３００内のメモリに保持する（Ｓ７）。
【００４８】
次に、制御信号生成手段２００は第２の基準信号ＶREF＝ＶREF_testを印加する（Ｓ８）。続いて、判定手段３００は、半導体ユニット１００より出力される第４の温度信号ＶTMP＝ＶTMP_test2を測定し、測定結果を判定手段３００内のメモリに保持する（Ｓ９）。
【００４９】
次に、判定手段３００は、第３の温度信号ＶTMP_norm2と第４の温度信号ＶTMP_test2の差分を演算し、この演算結果が検査基準値保持手段４００から読み出した第２の検査基準値ＶTEST＝VTEST2±ΔＶTEST2の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０）。判定の結果、第３および第４の温度信号の差分値が、第２の検査基準値の範囲内であれば、ステップＳ１１に進み、範囲外であればステップＳ１２に進む。
【００５０】
すなわち、ステップＳ６〜ステップＳ１０においては、設定信号ＶSETを一定に維持したままで（即ち、信号処理回路１２０の発熱量は一定）、基準信号ＶREFを変化させ、基準信号ＶREFに依存し、かつ温度に対して略一定の第２電流ＩCONSTを変化させている。信号処理回路１２０において発熱量が変化しないことから第１電流ＩPTATは変化しないが、第２電流ＩCONSTが変化するので、結局、温度信号ＶTMPは変化することになる。基準信号ＶREFの変化は予め決められていることから、温度検出回路１１０が正常に動作していれば、そのときの第３および第４の温度信号の差分値のバラツキは、許容範囲ΔＶTEST2内に収まる。
【００５１】
ステップＳ１０における判定の結果、差分値が検査基準値の許容範囲内であれば、ステップＳ１１に進み、合格とする。一方、判定の結果、差分値が検査基準値の許容範囲外であれば、ステップＳ１２に進み、検査対象の半導体ユニット１００は、不合格としている。なお、判定結果は、外部に出力・表示させ、良品サンプルのみを選択できるようにしている。
【００５２】
以上、説明したように、本実施形態においては、設定信号ＶSETの変動に対応する温度信号ＶTMPの変動が式６の表す応答を示すことと、基準信号ＶREFの変動に対応する温度信号ＶTMPの変動が式９の表す応答を示すことの両方を確認することのできるサンプル（半導体ユニット１００）のみを良品と判断する判定手段３００を設けている。このため、半導体装置１０００は、熱流通手段や温度コントローラおよびリモート温度センサ等の温度制御装置を設ける必要がなく、温度検出回路１１０の適否を判定することができる。
【００５３】
また、温度検出回路１１０の検査にあたって、設定信号ＶSETおよび基準信号ＶREFのいずれか一方を用いるだけでも検査は可能であるが、本実施形態のように両信号ＶSETおよび基準信号ＶREFを用いていることにより、第１電流源１１１および第２電流源１１２の両方が適切に動作しているかを判定することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、設定信号ＶSETおよび基準信号ＶREFについて、それぞれ２つの信号（ＶSET_normとＶSET_test、またはＶREF_normとＶREF_test）を印加して、丁度、グラフ上の２点で検査するようにしている。このため、規格に適合した動作をしているか否かを判定することができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、制御信号生成手段２００および判定手段３００および検査基準値保持手段４００は、一体の検査装置として説明したが、半導体装置１０００を構成する個別の部品または装置であってもよい。また、制御信号生成手段２００および判定手段３００および検査基準値保持手段４００の何れか１つ以上の要素が、マイクロコンピュータなどの半導体チップ上に形成されていても良い。さらに、制御信号生成手段２００および判定手段３００および検査基準値保持手段４００の何れか１つ以上の要素が、半導体ユニット１００と同一基板上に形成されていても良い。
【００５６】
また、本実施形態における検査の手順として、先に設定信号ＶSETを変化させ、次に基準信号ＶREFを変化させていた。これは、半導体ユニット１００自体の温度を変化させ、そのときの温度依存性のある第１電流源１１１が正常に動作しているか否かの検査を優先させるためである。しかし、第１電流源１１１および第２電流源１１２の両方について検査する場合には、基準信号VＲＥＦを先に変化させるようにしても勿論かまわない。
【００５７】
次に、半導体装置１０００の信号処理回路１２０の構成について、図５を用いて説明する。図５は、信号処理回路１２０の内部ブロック図である。アナログ回路１２１は入力される設定信号ＶSETに応じて消費電流が変化する回路である。このアナログ回路１２１の消費電流Ｉは、
Ｉ＝Ｉ（ＶSET）      ・・・（式１０）
と表される。
【００５８】
また、アナログ回路１２１の等価抵抗をＲとすると、アナログ回路１２１の仕事率ＰANALOGは、＝ＰANALOGＩ２Ｒで表されるから、時刻ｔ0から時刻ｔ1の間にアナログ回路１２１が発生する熱量Ｑは、下記の式１１（数１）で表される。
【数１】
2009109314.tif 000003
【００５９】
また、半導体ユニット１００の定積比熱がＣｖであるとした場合、Ｃｖ≡ｄＱ／ｄＴと定義されるから、
ｄＴ・Ｃｖ＝ｄＱ        ・・・（式１２）
と書ける。
【００６０】
したがって、微小時間ｄｔにおける半導体ユニット１００の絶対温度の微小変化分ｄＴは、式１０および式１１を用いて、式１３（数２）で表される。
【数２】
2009109314.tif 000004
【００６１】
半導体ユニット１００の単位時間当たりの熱散逸量をＰDISPとした場合の影響を加えて式１３を変形すると、信号処理回路１２０により半導体ユニット１００を時刻ｔ0から時刻ｔ1の間に加熱した場合の上昇温度ｄＴは、以下の式１４（数３）の通りとなる。
【数３】
2009109314.tif 000005
したがって、半導体ユニット１００の絶対温度Ｔは設定信号ＶSETにより制御することができる。
【００６２】
このように、本実施形態において、アナログ回路１２１により構成される信号処理回路１２０を基板上に有する半導体ユニット１００の温度は外部より入力される設定信号ＶSETを調整することにより制御できる。このため、熱流通手段や温度コントローラを特別に設けなくても、温度検出回路１１０の検査に必要な温度条件を作り出すことができる。
【００６３】
次に、半導体装置１０００の温度検出回路１１０の詳細な構成について、図７を用いて説明する。図７は、温度検出回路１１０の回路図である。温度検出回路１１０は、第１電流源１１１、第２電流源１１２および電流電圧変換回路１１３とから構成されている。なお、図１において差分器１１４を図示したが、差分器１１４の機能は、第１電流源１１１のトランジスタＱ５において果たしているので、特別に差分器１１４を設けていない。
【００６４】
第１電流源１１１は、前述したように、温度変化に応じて出力が変化する電流を第１電流ＩPTATとして出力する。また、第２電流源１１２は制御信号生成手段２００から入力される基準信号ＶREFにより出力電流が制御可能、かつ温度に対して略一定の第２電流ＩCONSTを出力する。電流電圧変換回路１１３は、第１電流ＩPTATと第２電流ＩCONSTとの差を第３電流として入力し、この第３電流を電圧に変換し、温度信号ＶTMPとして出力する。
【００６５】
第１電流源１１１は、第１の電圧を出力する第１電圧源ＶＳＳ１と、第２の電圧を出力する第２電圧源ＶＳＳ２の間に接続された、第１のダイオードＤ１と第１のトランジスタＱ１と第３のトランジスタＱ３の直列回路、第２のダイオードＤ２と第１の抵抗器Ｒｄと第２のトランジスタＱ２と第４のトランジスタＱ４の直列回路、および後述するカレントミラー回路ＣＭ１の出力端子と第２の電圧源ＶＳＳ２の間に接続された第５のトランジスタＱ５とから構成されている。
【００６６】
第１のダイオードＤ１の第１端子は第１電圧源ＶＳＳ１に接続され、第２端子は第１トランジスタＱ１の第１端子に接続されている。また、第２のダイオードＤ２の第１端子は第１電圧源ＶＳＳ１に接続され、第２端子は第１の抵抗器Ｒｄ（抵抗値がＲD）を介して、第２のトランジスタＱ２の第１端子に接続されている。第１のダイオードＤ１のｐｎ接合の面積を１とすると、第２のダイオードＤ２のｐｎ接合の面積はＮであり、両者のｐｎ接合の面積比は１：Ｎ（Ｎは任意の正の値）となっている。
【００６７】
第１および第２のトランジスタＱ１、Ｑ２は、第１導電型のトランジスタで構成され、両トランジスタＱ１、Ｑ２の制御端子は互いに接続されている。また、第２のトランジスタＱ２の制御端子は、第２のトランジスタＱ２の第２端子にも接続されている。第１のトランジスタＱ１の第２端子は第３のトランジスタＱ３の第２端子に接続され、第２のトランジスタＱ２の第２端子は第４のトランジスタＱ４の第２端子に接続されている。
【００６８】
第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４は、第２導電型のトランジスタで構成され、両トランジスタＱ３、Ｑ４の制御端子は互いに接続されている。また、第３のトランジスタＱ３の制御端子は、第３のトランジスタＱ３の第２端子にも接続されている。第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４の第１端子は、第２電圧源ＶＳＳ２に接続されている。
【００６９】
第５のトランジスタＱ５は、第２導電型のトランジスタで構成され、制御端子は第３および第４のトランジスタの制御端子に接続され、第１の端子は第２電圧源ＶＳＳ２に接続され、第２の端子は前述の第１電流IPTATの出力端子となる。
【００７０】
第２電流源１１２は、第１の演算増幅器Ａ１と、第２の抵抗器Ｒofstと、第６のトランジスタＱ６と、カレントミラー回路ＣＭ１とから構成されている。第１の演算増幅器Ａ１の非反転入力端子は基準信号ＶREFの端子に接続され、反転入力端子は抵抗値がＲOFSTである第２の抵抗器Ｒofstの一端に接続されている。この第２の抵抗器Ｒofstの他端は、第２電源ＶＳＳ２に接続されている。
【００７１】
第６のトランジスタＱ６は、第２導電型トランジスタで構成され、その制御端子は第１の演算増幅器Ａ１の出力端子に接続され、第１端子は第１演算増幅器の非反転入力端子および第２の抵抗器Ｒofstの一端に接続されている。第６のトランジスタＱ６および第２の抵抗器Ｒofstには、電流Ｉofstが流れる。
【００７２】
カレントミラー回路ＣＭ１の入力端は、第６のトランジスタＱ６の第２端子に接続され、出力端は前述の第１電流ＩPTATの出力端子、および後述する第２の演算増幅器Ａ２の反転入力端子に接続されている。カレントミラー回路ＣＭ１の入力端には前述の電流Ｉofstが流れ、また出力端から前述の第２電流ＩCONSTが流れる。
【００７３】
電流電圧変換回路１１３は、第２の演算増幅器Ａ２と、抵抗値がＲGである第３の抵抗器Rｇとから構成される。第２の演算増幅器Ａ２の非反転入力端子は、基準信号ＶREFの端子に接続され、反転入力端子と出力端子の間に第２の抵抗器Ｒgが接続されている。また反転入力端子は、前述したように、カレントミラー回路ＣＭ１の第２電流ＩCONSTの出力端子と、第１電流ＩPTATの出力端子に接続されている。
【００７４】
本実施形態に係わる温度検出回路１１０は以上のように構成されているが、第１、第２端子等の割り当てを下記のようにした場合について、詳細な動作説明を行う。ダイオードＤ１、Ｄ２の第１端子をアノードとし、第２端子をカソードとする。第１導電型のトランジスタをＰＭＯＳトランジスタとし、第２導電型のトランジスタをＮＭＯＳトランジスタとする。ＰＭＯＳトランジスタおよびＮＭＯＳトランジスタの第１端子をソースとし、第２端子をドレインとし、制御端子をゲートとする。また、第１電圧源ＶＳＳ１の電圧が、第２電圧ＶＳＳ２の電圧よりも高いとする。
【００７５】
上述のように各素子を割り当てた場合における温度検出回路１１０の動作は次の通りである。まず、第１電流源１１１の動作について説明する。一般にダイオードの順方向電圧ＶFは、式１５（数４）で与えられる。
【数４】
2009109314.tif 000006
【００７６】
ここで、Ｉoはダイオードに流れる順方向電流、Ｉsはダイオードの逆方向飽和電流である。また、ＶTは熱電圧と呼ばれる値であり、ＶT＝ｋＴ／ｑの関係式で表される。なお、ｑは素電荷量、ｋはボルツマン定数である。
【００７７】
また、ダイオードが拡散電流領域で動作する場合には、Ｉs＜＜Ｉoであるから、式１５は式１６（数５）のように近似できる。
【数５】
2009109314.tif 000007
【００７８】
ＭＯＳトランジスタで構成されるトランジスタＱ１、Ｑ２は、同一サイズで同一特性のトランジスタであり、また、ＭＯＳトランジスタで構成されるトランジスタＱ３、Ｑ４は同一サイズで同一特性であるとする。この場合には、図示しない起動回路により第１電流源１１１が動作した時には、ダイオードＤ１、ＭＯＳトランジスタＱ１とダイオードＤ２、抵抗Ｒd、ＭＯＳトランジスタＱ２とで構成される系において、式１６を考慮すると式１７（数６）が成立する。
【数６】
2009109314.tif 000008
【００７９】
ここで、ｌ1はダイオードＤ１に流れる電流、Ｉ2はダイオードＤ２に流れる電流、ＶGS1はＭＯＳトランジスタＱ１のゲートソース間電圧、ＶGS2はＭＯＳトランジスタＱ２のゲートソース間電圧である。また、ＮはダイオードＤ１に対するダイオードＤ２のｐｎ接合面積比であり、任意の正の値である。
【００８０】
さて、ＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４のゲートは共通に接続され、各々のソースが第２電圧源ＶＳＳ２に接続されていることにより、ＭＯＳトランジスタのゲートソース間電圧ＶGSは等しい。また、ＭＯＳトランジスタＱ３とＱ４は、同一サイズかつ同一特性であることから、ＭＯＳトランジスタＱ３に流れる電流Ｉ1とＭＯＳトランジスタＱ４に流れる電流Ｉ2は等しくなる。
【００８１】
ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２に着目すると、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２に流れる電流は等しく、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のサイズが同一であることにより、ＶGS1＝ＶGS2となる。また、Ｉ1＝Ｉ2＝Ｉoとおくと、式１７は下記の式１８（数７）となる。
【数７】
2009109314.tif 000009
【００８２】
この式１８からＩoを求めると、
Ｉo＝（ＶT／ＲD）×ｌｎ（Ｎ）  ・・・（式１９）
となる。すなわち、ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２を流れる電流Ｉ1＝Ｉ2＝Ｉoは、熱電圧ＶT以外は定数であり、したがって、この電流Ｉoは熱電圧ＶTに比例することが分かる。
【００８３】
また、ＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ５により構成されるカレントミラー回路において、ＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４のゲート幅に対するＭＯＳトランジスタＱ５のゲート幅の比をＭ1とした場合、ＭＯＳトランジスタＱ５のドレインより流れる第１電流ＩPTATは、下記の式２０となる。
ＩPTAT＝Ｍ1×Ｉo＝Ｍ1×（ｋＴ／ｑＲD）ｌｎ（Ｎ）  ・・・（式２０）
すなわち、ＭＯＳトランジスタＱ５を流れる第１電流ＩPTATは、絶対温度Ｔ以外は定数であり、したがって、この第１電流ＩPTATは絶対温度Ｔに比例することが分かる。
【００８４】
次に、温度検出回路１１０内の第２電流源１１２の動作について説明する。第１の演算増幅Ａ１の非反転入力端子には、基準信号ＶREFが入力されると、反転入力端子の入力電圧もＶREFとなる。この基準電圧ＶREFは、そのまま第２の抵抗器Ｒofstの一端側に印加されることから、第２の抵抗器Ｒofstに流れる電流Ｉofstは、ＶＳＳ２がグランドレベルの場合には、式２１のようになる。
Ｉofst＝ＶREF／ＲOFST  ・・・（式２１）
【００８５】
カレントミラー回路ＣＭ１は、入力端子側に流れる電流がＭ2倍されて出力端子側より出力されるとすると、カレントミラー回路ＣＭ１の出力端子より流れる第２電流ＩCONSTは、式２２のようになる。
ＩCONST＝Ｍ2×Ｉofst＝Ｍ2×（ＶREF／ＲOFST）  ・・・（式２２）
この第２電流ＩCONSTは、ＶREFを除くと、いずれも定数であることから、第２電流ＩCONSTは基準信号ＶREFに依存する電流となることが分かる。
【００８６】
次に、温度検出回路１１０内の電流電圧変換回路１１３の動作について説明する。電流電圧変換回路１１３を構成する第２の演算増幅器Ａ２の非反転入力端子に基準信号ＶREFが入力され、第２の抵抗器Ｒgに第３の電流ＩCONST−ＩPTATが流れるとすると、演算増幅器Ａ２の出力端子から出力される温度信号ＶTMPは、式２３で表される。
ＶTMP＝−ＲG（ＩCONST −ＩPTAT）＋ＶREF  ・・・（式２３）
【００８７】
この式２３に、式２０で表される第１電流ＩPTATと、式２２で表される第２電流ＩCONSTを代入すると、式２４（数８）で示される温度信号ＶTMPを得る。
【数８】
2009109314.tif 000010
【００８８】
この式２４から分かるように、温度信号ＶTMPは、式１に示したような、基準信号ＶREFおよび半導体ユニット１００の絶対温度Ｔに比例した電圧信号である。すなわち、温度信号ＶTMPは、基準信号ＶREFが一定であれば、温度信号ＶTMPは絶対温度Ｔに比例し、また絶対温度Ｔが一定ならば、基準信号ＶREFに比例した電圧信号となる。
【００８９】
以上、図７に示した温度検出回路１１０について、前述したように、ダイオードＤ１、Ｄ２の第１端子、第２端子としてアノードおよびカソードを割り当てた場合について説明したが、本実施形態はこの割り当てに限られない。たとえば、下記のような変形も可能である。
【００９０】
まず、第１の変形例として、ダイオードＤ１、Ｄ２の第１端子をカソードとし、第２端子をアノードとする。第１導電型トランジスタをＮＭＯＳトランジスタとし、第２導電型トランジスタをＰＭＯＳトランジスタとする。ＰＭＯＳトランジスタおよびＮＭＯＳトランジスタの第１端子をソースとし、第２端子をドレインとし、制御端子をゲートとする。第１電圧源ＶＳＳ１の電圧が第２電圧源ＶＳＳ２の電圧よりも低くする。
【００９１】
また、第２の変形例として、ダイオードＤ１、Ｄ２の第１端子をアノードとし、第２端子をカソードとする。第１導電型トランジスタをｐｎｐトランジスタとし、第２導電型トランジスタをｎｐｎトランジスタとする。ｐｎｐトランジスタおよびｎｐｎトランジスタの第１端子をエミッタとし、第２端子をコレクタとし、制御端子をベースとする。第１電圧源ＶＳＳ１の電圧が第２電圧源ＶＳＳ２の電圧よりも高くする。
【００９２】
さらに、第３の変形例として、ダイオードＤ１、Ｄ２の第１端子をカソードとし、第２端子をアノードとする。第１導電型トランジスタをｎｐｎトランジスタとし、第２導電型トランジスタをｐｎｐトランジスタとする。ｐｎｐトランジスタおよびｎｐｎトランジスタの第１端子をエミッタとし、第２端子をコレクタとし、制御端子をベースとする。第１電圧源ＶＳＳ１の電圧が第２電圧源ＶＳＳ２の電圧よりも低くする。
【００９３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。第１実施形態においては、信号処理回路１２０としてアナログ処理回路１２１を用いた例について説明したが、第２実施形態においては、デジタル回路を用いた例である。この第２実施形態は、第１実施形態において図５で示した信号処理回路を図６に示す信号処理回路に置き換える以外は、第１実施形態と同様であるので、相違点を中心に説明する。
【００９４】
図６は、図１に示す半導体装置１０００における信号処理回路１２０の内部ブロック図である。信号処理回路１２０は、設定信号ＶSETに応じて動作周波数が変更可能なデジタル回路１２２により構成されている。デジタル回路１２２の動作周波数は、入力される設定信号ＶSETに対応して変化するから、デジタル回路１２２の動作周波数ｆは設定信号ＶSETの関数として、下記の式２５によって表される。
ｆ＝ｆ（ＶSET）    ・・・（式２５）
【００９５】
一般に、論理回路の消費電力ＰDIGITALは、下記の式２６によって表される。
ＰDIGITAL＝ＣＶDD２ｆclk＋ＩQＶDD    ・・・（式２６）
ただし、式２６において、Ｃは論路回路の容量であり、ＶDDは論理回路に供給される電源電圧であり、ｆclkは論理回路の動作周波数であり、ＩQは論理回路のリーク電流である。
【００９６】
したがって、論理回路（デジタル回路１２２）の消費電力（仕事率）ＰDIGITALは、上述の式２５を式２６に代入した下記の式２７から分かるように、設定信号ＶSETにより制御することができる。
ＰDIGITAL＝ＣＶDD２ｆ＋ＩQＶDD ＝ＣＶDD２ｆ（ＶSET）＋ＩQＶDD  ・・・（式２７）
【００９７】
前述の式１４に示したアナログ回路１２１の仕事率ＰANALOGに対する半導体ユニット１００の温度変化はデジタル回路１２２においても同様に成り立つため、信号処理回路１２０の発熱により、時刻ｔ0から時刻ｔ1間、半導体ユニット１００を加熱した場合の温度変化ｄＴは、下記の式２８（数９）で表される。
【数９】
2009109314.tif 000011
ここで、ＰDISPは半導体ユニット１００の単位時間当たりの熱散逸量である。
【００９８】
したがって、判定手段３００がデジタル回路の動作周波数ｆ（ＶSET）の変化に応じて出力される温度信号ＶTMPと、検査基準値ＶTESTとを比較し、適否判定を行うことにより、第２実施形態における半導体装置は、温度制御用の設備を特別に設けることなく、半導体ユニット上に形成された温度検出回路の検査を行うことができる。
【００９９】
以上、第１および第２実施形態を用いて説明したが、本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる半導体装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態において、設定信号ＶSETの入力値に対する温度信号ＶTMPの出力値の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態において、基準信号ＶREFの入力値に対する温度信号ＶTMPの出力値の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態に係わる半導体装置における検査の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係わる半導体装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係わる半導体装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係わる半導体装置の温度検出回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図８】従来の加温検査装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０・・・半導体素子
１１・・・載置台
１２・・・コンタクタ
１３・・・電気接続用端子
１４・・・熱流通手段
３０・・・リモート温度センサ
３１・・・温度コントローラ
１００・・・半導体ユニット
１１０・・・温度検出回路
１１１・・・第１電流源
１１２・・・第２電流源
１１３・・・電流電圧変換回路
１１４・・・差分器
１２０・・・信号処理回路
１２１・・・アナログ回路
１２２・・・デジタル回路
２００・・・制御信号生成手段
３００・・・判定手段
４００・・・検査基準値保持手段
Ａ１・・・第１の演算増幅器
Ａ２・・・第２の演算増幅器
ＣＭ１・・・カレントミラー回路
Ｄ１・・・第１のダイオード
Ｄ２・・・第２のダイオード
ＩPTAT・・・第１電流
ＩCONST・・・第２電流
Ｒｄ・・・第１の抵抗器
Ｒofst・・・第２の抵抗器
Ｒｇ・・・第３の抵抗器
Ｑ１・・・第１のトランジスタ（第１導電型）
Ｑ２・・・第２のトランジスタ（第１導電型）
Ｑ３・・・第３のトランジスタ（第２導電型）
Ｑ４・・・第４のトランジスタ（第２導電型）
Ｑ５・・・第５のトランジスタ（第２導電型）
Ｑ６・・・第６のトランジスタ（第２導電型）
ＶＳＳ１・・・第１電圧源
ＶＳＳ２・・・第２電圧源
ＶSET・・・設定信号
ＶREF・・・基準信号
ＶTMP・・・温度信号
【図８】
2009109314.tif 000012
【図１】
2009109314.tif 000013
【図２】
2009109314.tif 000014
【図３】
2009109314.tif 000015
【図４】
2009109314.tif 000016
【図５】
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【図６】
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【図７】
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