JPH047549Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はマトリクス・スイツチにおける配線構
造に関する。

IC製造におけるプロセスの評価等では、多く
の供試端子を順次切換えてウエハ上の多数の受動
素子や能動素子の電気的諸特性が測定される。こ
の場合、供試端子の数だけ測定器を用意すること
は多大の費用を要し、且つ測定系の構成も増大し
て実用に供することが困難である。この点よりマ
トリクス・スイツチを使用し、このマトリクス・
スイツチを通じて測定器と選択された供試端子と
の電気的接続を達成していた。しかして、かかる
マトリクス・スイツチとしては通信関係で用いら
れているクロスバ・スイツチ又は電子交換機に用
いられる半導体スイツチ素子等があるが、前者は
機械的寿命の点から漸次廃止の傾向にあり、又後
者はスイツチ素子におけるオン（閉成時）の接触
抵抗が高く、そしてオフ（開放時）の絶縁抵抗が
低いので、一般に高絶縁形のリード・リレーが用
いられていた。

しかしながら、ウエハ上の供試端子間における
微少容量や微小電流を測定する場合に、マトリク
ス・スイツチ素子のオフ時における接点間の漏洩
抵抗（前記の絶縁抵抗と同意義）や漂遊容量（以
下これらを不要成分という）により洩れ電流が生
ずる。ましてや供試端子、測定器の数が多くてマ
トリクス・スイツチの規模が増大すると、前記の
不要成分はいずれも測定器端子間に並列的に挿入
されたと同じ結果になり、微少容量、微小電流の
測定に際してはその誤差が増大する。

したがつて本考案の目的は、上記マトリクス・
スイツチにおける不要成分の影響を極力減少させ
て、測定器本来の性能が十分発揮できるような配
線構造を提供するにある。本考案によれば測定器
駆動線と供試端子駆動線との交差点に接続された
スイツチ素子に新たにトランスフア形スイツチを
直列に接続する。そして例えば供試端子駆動線側
に生ずる洩れ電流は上記トランスフア形スイツチ
を介して駆動線のガード線に側路されて測定器駆
動線側には全く影響を与えない。

次に図面を参照して説明する。

第１図は本考案の説明に供するためのマトリク
ス・スイツチの接続図で、複数のスイツチ素子が
行・列に配されている。すなわち、一対のスイツ
チ素子K₁₁，K₁₁′，K₁₂，K₁₂′，K₁₃，K₁₃′が第１
行に、第２行にはK₂₁，K₂₁′，K₂₂，K₂₂′，K₂₃，
K₂₃′がそして第３行にはK₃₁，K₃₁′，K₃₂，K₃₂′，
K₃₃，K₃₃′がそれぞれ配列される。第１行目のス
イツチ素子K₁₁，K₁₁′，K₁₂，K₁₂′，K₁₃，K₁₃′は
測定器端子２１の駆動線２０１に接続され、２行
目のK₂₁，K₂₁′，K₂₂，K₂₂′，K₂₃，K₂₃′は測定器
端子２２の駆動線２０２に、３行目のK₃₁，
K₃₁′，K₃₂，K₃₂′，K₃₃，K₃₃′は電圧源端子２３
の駆動線２０３にそれぞれ接続される。同様にし
て第１列目のスイツチ素子K₁₁，K₁₁′，K₂₁，
K₂₁′，K₃₁，K₃₁′は供試端子１１の駆動線１０１
に、第２列目のK₁₂，K₁₂′，K₂₂，K₂₂′，K₃₂，
K₃₂′は供試端子１２の駆動線１０２に、第３列
目のK₁₃，K₁₃′，K₂₃，K₂₃′，K₃₃，K₃₃′は供試端
子１３の駆動線１０３にそれぞれ接続される。な
お、上記の各交差点に接続されたスイツチ素子の
表記において、ダツシユ記号′がつけられている
スイツチ素子はガード線用スイツチ素子を、また
ダツシユ記号が付けられていないスイツチ素子は
芯線用スイツチ素子を表す。

この例においては、行駆動線２０１には電圧測
定器Ｖが、２０２には電流測定器Ａ、２０３には
電圧源Ｅがそれぞれ接続されている。そしてスイ
ツチ素子K₁₃，K₁₃′，K₂₁，K₂₁′，K₃₂，K₃₂′をオ
ンにし、他のスイツチ素子をすべてオフにした場
合、列駆動線１０１と１０２の間に接続された被
測定端子Ｙには電圧源Ｅの出力電圧E₂₀₃が印加さ
れ、そして該素子Ｙに流れる電流は電流測定器Ａ
にて測定され、また、素子Ｙの端子間電圧（これ
を等価的に供試端子１３と接地点との電位E₁₀₃で
示す）は電圧測定器Ｖで測定される。この場合、
各駆動線は第２図に示す如く芯線ａ又はｂとガー
ド線a′又はb′より成り、各一対のスイツチ素子の
うち、例えばK₁₁は行、列の各芯線ａ，ｂ間に、
そしてK₁₁′は前記芯線と同電位にある行、列の
各ガード線a′，b′間に挿入されている。しかし
て、各芯線ａ，ｂは芯線用スイツチ素子K₁₁の接
続部分を除いてガード線a′，b′により被覆されて
いるので、該スイツチ部分を除いては外部よりの
雑音誘導や洩れ電流を考慮する必要がない。しか
しながら、スイツチ素子のオフ時においてはその
接点間に生ずる漏洩抵抗や漂遊容量により例えば
芯線ｂよりａ側に洩れ電流が流れる。そしてマト
リクスの構成が大きくなつてオフ時のスイツチ素
子の数が増加すれば、それにつれて単一スイツチ
素子におけるそれぞれの漏洩抵抗、漂遊容量が並
列的に合成されることになる。

たとえば、測定器等が接続される行駆動線を10
本そして供試端子に接続される列駆動線を60本と
してマトリクスを構成すれば、各交差点（但し芯
線のみを考える）に挿入される芯線用スイツチ素
子は600個となる。

そこで、２個のスイツチ素子のみをオンにして
行、列各駆動線の２本づつを活性化し、そして他
の598個をすべてオフにした場合を仮定する。い
まスイツチ素子の単体におけるオフ時の接点間漂
遊容量を1PFとし、その絶縁抵抗が１×10¹²Ωと
すれば、前記活性化された行駆動線間の漂遊容量
は約35PFと増大する。又、その絶縁抵抗値は約
1.4×10¹⁰Ωと大幅に低下し、したがつて行駆動
線間に100Vの電圧を印加すれば、それだけでそ
の線間には約７×10^-9Ａの漏洩電流が流れる。

本考案は上記の欠点を除去するためになされた
もので、スイツチ素子のオフ時に生ずる漏洩電流
はすべてガード線に側路させたもので、本考案を
前述の例に適用した場合にその漂遊容量値は
2PF、そして漏洩電流はほぼ1/35にそれぞれ減少
させることができる。すなわち、第３図Ａに示す
如く、行駆動線の芯線ａと列駆動線ｂとの交差点
に接続されているスイツチ素子例えばK₁₁に直列
にトランスフア形スイツチ素子K₁₀を付加し、そ
して芯線用スイツチ素子K₁₁とガード線用スイツ
チ素子K₁₁′がオフのときにK₁₀のリードはガード
線a′に接続される構造に配置される。かかる構成
によるマトリクス・スイツチによれば、漂遊容量
は零となり、又、芯線用スイツチ素子K₁₁を介し
て列駆動線ｂ側からの漏洩電流ｉが芯線用スイツ
チ素子K₁₁とトランスフア形スイツチK₁₀との間
の導体（第３図Ａ中ではこれらのスイツチ素子の
間の太線で示されている部分）に矢印で示すよう
に流れ込んでも、前記トランスフア形スイツチ素
子K₁₀によりすべてガード線a′に側路されるので、
行駆動線ａ側にはその影響がまったく現れない。

また、第３図Ｂは前記トランスフア形スイツチ
素子K₁₀の他に更に同種のスイツチ素子K₁₀′を直
列に付加したものであり、この場合にはオフ時に
おけるスイツチ素子K₁₁による漏洩電流は行及び
列のいずれの駆動線にも影響を与えない。すなわ
ち第３図Ｂにおいては、芯線用素子K₁₁及びガー
ド線用スイツチ素子K₁₁′の対と行駆動線ａ，a′と
の間に行側トランスフア形スイツチ素子K₁₀を設
けることに加えて、ここでは更にK₁₁及びK₁₁′の
対と列駆動線ｂ，b′との間に列側トランスフア形
スイツチ素子K₁₀′を設けている。これにより、
スイツチ素子K₁₁，K₁₁′の対が開いている、つま
りオフになつている場合には、芯線用スイツチ素
子K₁₁と行側トランスフア形スイツチ素子K₁₀と
の間の行側導体及び芯線用スイツチ素子K₁₁と列
側トランスフア形スイツチ素子K₁₀′との間の列
側導体は、第３図Ｂからわかるように、夫々行側
のガード線a′及び列側のガード線b′の一部となる
ように接続される。このような接続により、行側
の芯線ａの先端部及び列側の芯線ｂの先端部は、
夫々行側導体及び列側導体によつてガードされ、
反対側の駆動線から芯線用スイツチ素子K₁₁を介
して漏洩電流が流れ込んできたとしても、これら
導体によつて夫々のガード線a′，b′に側路され
る。

したがつて、本考案によればマトリクス・スイ
ツチを用いて多数の供試端子からある選択された
素子の電気的な特性、特に微少電流や微少容量を
測定する場合に顕著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の説明に供するためのマトリク
ス・スイツチの接続図、第２図は行、列駆動線の
交差点に挿入されたスイツチ素子の模形的説明
図、第３図Ａ，Ｂは本考案の一実施例によるマト
リクス・スイツチの一部接続構造図である。 ２０１，２０２，２０３……行駆動線、１０
１，１０２，１０３……列駆動線、Ｅ……電圧
源、Ａ……電流測定器、Ｖ……電圧測定器、Ｙ…
…供試素子、K₁₁，K₁₁′……K₃₃，K₃₃′……スイ
ツチ素子、K₁₀，K₁₀′……トランスフア形スイツ
チ素子、ａ，ｂ……芯線、a′，b′……ガード線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の行駆動線及び列駆動線のそれぞれはガー
   ド線で被覆された芯線から成り、行、列の各駆動
   線の交差点に接続されて前記駆動線の芯線同士の
   接続及びガード線同士の接続のオンオフを行なう
   スイツチを備えたマトリクス・スイツチにおい
   て、 前記交差点に接続されたスイツチの各々は 接続すべき前記行駆動線と前記列駆動線の間に
   行側導体及び列側導体を有すると共に、 前記行側導体を、前記行駆動線及び前記列駆動
   線の接続のオン時には前記行駆動線の芯線に接続
   し、前記列駆動線と前記行駆動線の接続のオフ時
   には前記行駆動線のガード線に接続する行側トラ
   ンスフア形スイツチ素子と、 前記行側導体と前記列側導体を、前記オン時に
   は接続し、前記オフ時には切離す芯線用スイツチ
   素子と、 前記行駆動線と前記列駆動線のガード線同士
   を、前記オン時には接続し、前記オフ時には切離
   すガード線用スイツチ素子と、 前記列側導体を、前記オン時には前記列駆動線
   の芯線に接続し、前記オフ時には前記列駆動線の
   ガード線に接続する列側トランスフア形スイツチ
   素子と を有することにより、 前記オン時には、前記行駆動線と前記列駆動線
   の芯線を前記行側導体と前記列側導体を介して接
   続すると共に、前記行駆動線と前記列駆動線のガ
   ード線を接続し、 前記オフ時には、前記行側導体を前記行駆動線
   のガード線の一部とし、前記列側導体を前記列駆
   動線のガード線の一部とする ことを特徴とするマトリクス・スイツチ。