JPH0269681A - 半導体装置の電気的特性測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置の電気的特性の測定方法に関し、
特に、半導体装置の静特性等の電気的特性の測定方法に
関する。

［従来の技術］ 従来、トランジスタ等の半導体装置の静特性、特に、そ
の特性曲線の歪みやゆれ等を測定する方法としては、カ
ーブトレーサを用いる方法が知られている。この方法は
、半導体装置の静特性をブラウン管面に描かせ、これを
視覚的に認識する方法であって、例えば、特性曲線のゆ
れや歪みを輝線のゆれや歪みの大きさで測定していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来の測定方法では半導体装置の静特性の測定
は、測定者が測定条件をボリューム等にて設定し、ブラ
ウン管面を直視し、静特性を求める視覚的測定方式であ
る為、正確な測定値が得られなかった。また、ブラウン
管面直視による疲労で作業能率が低下する欠点があり、
さらに、現在使用されているカーブトレーサーにおいて
は微小電流領域（１０ｎＡ〜１００ｎＡ）における正確
な静特性測定が出来ない欠点もあった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の測定方法では、まずパーソナルコンピュータ（
以下、パソコンという）等に予め、測定条件、即ち、被
測定半導体装置に対して印加する電流の電流範囲とその
変化幅および測定回数等を設定し、この設定された測定
条件を、定電流電源を制御することのできる装置、例え
ばマイクロコンピュータへ転送する。マイクロコンピュ
ータよりＤ／Ａコンバータを介して定電流電源を制御し
て、階段状に変化する電流値の電流を発生させ、これを
被測定半導体装置に印加する。階段状に変化する電流値
のそれぞれの電流値毎に、電流印加点あるいはその他の
所定個所の電圧値を検出し、次いで、この検出値をＡ／
Ｄコンバータによりデジタル変換し、これをマイクロコ
ンピュータ等のメモリにストアする。以上の動作をパソ
コンに設定された測定回数だけ繰返し行う。次に、同−
印加電流値毎にメモリにストアされた複数個の電圧値を
相互に比較し、その差を求め、必要に応じてその結果を
デジタル的に表示する。

［実施例］ 次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのブロック
図である。同図において、１は、測定条件を設定するの
に用いるパソコン、２は、インターフェイス８を介し、
パソコン１に設定された測定条件の転送を受けるマイク
ロコンピュータ、１０は、マイクロコンピュータ２によ
って、インターフェイス９、Ｄ／Ａコンバータ３を介し
て制御される定電流電源、１１は、定電流電源１０の電
流の供給を受ける被測定半導体装１４を切替えるリレー
マトリックス、５は、被測定半導体装置４の発生した電
圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ、１２は
、被測定半導体装置の異常発振を検出する発振検出器、
７は、パソコン１に接続されたプリンタ、６は、マイク
ロコンピュータに内蔵されたメモリである。

次に、第２図を参照して、第１図に記載された装置を用
いた測定方法を説明する。まずパソコン１に測定条件を
設定する。測定条件には、印加すべき階段状に変化する
電流の電流値、電流を印加すべき端子、測定項目、測定
回数等が含まれる。

測定条件の一つである゛階段状に変化する電流の電流波
形を第２図（ａ）に示す。図示された例では最低電流値
が工０、最高電流値がＩＭでステップ幅がΔＩ（これは
一定である必要はない）とされている。また、測定回数
は、例えば５回と設定される。パソコン１に設定された
測定条件は、インターフェイス８を介して、マイクロコ
ンピュータ２へ転送され、そのメモリ６に格納される。

マイクロコンピュータ２は、インターフェイス９、Ｄ／
Ａコンバータ３を介して定電流電源１０を制御して、第
２図（ａ）に示す波形の電流を発生させる。定電流電源
１０は、まずＩＯを発生するが、この電流は、リレーマ
トリックス１１を介して、半導体装置４の、測定条件に
より指定された端子に印加される。半導体装置４は、こ
の電流により電圧を発生するので、１示されない電圧計
によってこれを検出する。電圧検出個所は、電流が印加
される個所あるいはその他の指示された個所である。こ
の検出電圧は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル値に
変換された後、インターフェイス９を介してマイクロコ
ンピュータ２へ伝送され、そのメモリ６に格納される。

次に、定電流電源の電流値は、１ステツプ上昇し、先の
説明と同様の過程を経て、検出電圧がマイクロコンピュ
ータのメモリ６に格納される。以下、同様にして、電流
値を第２図（ａ）に示すように１ステツプずつ変化させ
ると、それにつれて、検出電圧値も第２図（ｂ）に示す
ように変化する。このステップ状に変化した電圧値のそ
れぞれをデジタル化してメモリ６に格納しておく。なお
、半導体素子の耐圧を測定するのであれば、最大電流値
を予めそれに必要な随に設定しておかなければならない
。第２図（ａ）に示された電流波形について、測定が完
了したら、同じ測定を測定条件によって設定された回数
、例えば５回繰返し、その測定結果をメモリ６に格納し
ておく。

次に、メモリ６内のデータのうち、同一電流値に関する
出力電圧値を相互に比較する。比較の方法としては、差
の絶対値の最大値を求める、差の絶対値の和を求める、
標準偏差を求める等の方法を採用することができる。こ
の演算を全ての電流値に関して行う。

以上、求められたメモリ内のデータおよびそのデータに
ついての演算結果により、半導体装置の静特性として、
逆方向耐圧、順方向電圧、電流−電圧特性、及びそのゆ
れ、歪み、変曲点、ループの発生等を測定することがで
きる。こＮで、良品と不良品との判定を下すのであれば
、出力電圧値あるいはその差が予め定められた設定値内
に入っているか否かを判断すればよい。

次に、第３図を参照して、本発明の他の実施例について
説明する。

第３図は、本発明の測定方法を適用する装置のブロック
図である。この実施例は、測定条件の設定、静特性の測
定方法については、前述の測定方法と同様であるが、こ
の実施例では電流容量の小さい定電流電源１３の他に電
流容量の大きな定電流電源１４を追加することにより、
前述の実施例では小電流領域の静特性のみしか測定出来
なかったが、この実施例では、大電流領域までの静特性
を測定出来るようになる。

本発明の方法にあっては、測定条件を設定しておけば、
スタートボタンを押すだけで自動的に測定を開始するこ
とができる。さらに、本発明に被測定半導体装置の搬入
、搬出にハンドラーを用いる方法を併用するならば、被
測定半導体装置のカセットからの出し入れを含む全工程
を自動化することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、従来カーブトレ
ーサで視覚的に把握していた特性曲線のゆれ、歪みその
他の特性を定量的にとらえることができるので、測定値
を正確なものとすることができるほか、作業者の疲労を
かるくすることができる。また、カーブトレーサ等での
測定では、測定項目数が増加すると、測定時間が著しく
増加していたのに対し、本発明によれば、データの演算
によって各種測定項目の値を求めるものであるから、こ
れを短時間で行うことができる。更に、従来の測定方法
は視覚に頼るものであったので自動化が困難であったが
、本発明によれば、ハンドラーの使用により容易に自動
化することができる。

また、本発明によれば、定電流電源のレンジを変えるこ
とにより、微小電流の範囲についても正確に測定するこ
とができる。

３・・・Ｄ／Ａコンバータ、 ４・・・被測定半導体装 置、　　５・・・Ａ／Ｄコンバータ、　　６・・・メモ
リ、１０．１３．１４・・・定電流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次の（１）〜（６）の段階を具備することを特徴とする
   半導体装置の電気的測定方法。 （１）被測定半導体装置に印加する、階段状に変化する
   電流のそれぞれの電流値およびその階段状に変化する電
   流の被測定半導体装置への印加回数を含む測定条件を設
   定する、 （２）定電流電源を制御して、設定された測定条件を満
   たす段階状に変化する電流を発生させる、（３）段階状
   に変化する電流のそれぞれの電流値毎に、被測定半導体
   装置の所定の個所の電圧値を測定する、 （４）測定した電圧値を記憶装置に格納する、（５）前
   記測定条件で設定された回数だけ、前記（２）から（４
   ）までの段階を繰返す、 （６）同一電流値についての検出電圧値を相互に比較し
   、その差を求める。