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JP2021110688A - Device and method for diagnosing semiconductor device - Google Patents

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JP2021110688A
JP2021110688A JP2020004057A JP2020004057A JP2021110688A JP 2021110688 A JP2021110688 A JP 2021110688A JP 2020004057 A JP2020004057 A JP 2020004057A JP 2020004057 A JP2020004057 A JP 2020004057A JP 2021110688 A JP2021110688 A JP 2021110688A
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  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

To provide a semiconductor device diagnosing device that acquires a cross point with less offset errors from stored data without calibrating individual difference of devices or detection circuits or displacement from a standard value.SOLUTION: A data storage unit 1 stores data [Vce, Ic] with an on-voltage Vce and an off-current Ic of a semiconductor device as a pair. A CP detection unit 2 performs cross point detection processing of detecting a cross point CP from the data [Vce, Ic] with the on-voltage Vce and the off-voltage Ic and data amount determination processing of determining whether a data amount needed to detect the cross point CP has been obtained.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体素子の電圧−電流−温度の特性を利用して、半導体素子の診断を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for diagnosing a semiconductor element by utilizing the voltage-current-temperature characteristics of the semiconductor element.

半導体素子(例えば、IGBT)のオン電圧(コレクタ−エミッタ電圧)Vce−オン電流(コレクタ電流)Ic−デバイス温度Tjの関係はデバイス温度推定や寿命診断に用いられている。IGBTのオン電圧Vce−オン電流Ic−デバイス温度Tjの関係の一例を図8に示す。この関係はデータシート等で与えられる。 The relationship between the on-voltage (collector-emitter voltage) Vce-on-current (collector current) Ic-device temperature Tj of a semiconductor element (for example, an IGBT) is used for device temperature estimation and life diagnosis. FIG. 8 shows an example of the relationship between the on-voltage Vce-on-current Ic-device temperature Tj of the IGBT. This relationship is given in data sheets and the like.

オン電圧Vceとオン電流Icの関係はデバイス温度Tjによって変動するが、クロスポイント(CP)[Ic=Ic,cp,Vce=Vce,cp]ではデバイス温度Tjに依存しない。オン電圧Vceは素子の劣化によって変動することが知られており、温度で変動しないクロスポイントCPのオン電圧Vceを計測することでデバイスの劣化を診断する技術が特許文献1,2に開示されている。 The relationship between the on-voltage Vce and the on-current Ic varies depending on the device temperature Tj, but at the cross point (CP) [Ic = Ic, cp, Vce = Vce, cp], it does not depend on the device temperature Tj. It is known that the on-voltage Vce fluctuates due to deterioration of the element, and patent documents 1 and 2 disclose a technique for diagnosing device deterioration by measuring the on-voltage Vce of a crosspoint CP that does not fluctuate with temperature. There is.

逆に、デバイス温度Tjに依存する領域ではオン電圧Vceとオン電流Icを計測することでデバイス温度Tjを推定することができる。例えば、図9において、計測されたオン電流,オン電圧[Ic,Vce]の値を[Ic,k,Vce,k]とする。また、Tj=25℃の曲線においてオン電流Ic,kの時のオン電圧をVce25(Ic,k)とし、Tj=125℃の曲線においてオン電流Ic,kの時のオン電圧をVce125(Ic,k)とする。[Ic,k,Vce,k]の時のデバイス温度Tjは、Vce,k、Vce25(Ic,k)、Vce125(Ic,k)から以下の(1)式で求められる。 On the contrary, in the region depending on the device temperature Tj, the device temperature Tj can be estimated by measuring the on-voltage Vce and the on-current Ic. For example, in FIG. 9, the measured on-current and on-voltage [Ic, Vce] values are set to [Ic, k, Vce, k]. Further, on the curve of Tj = 25 ° C., the on-voltage at the on-current Ic, k is Vce25 (Ic, k), and on the curve of Tj = 125 ° C., the on-voltage at the on-current Ic, k is Vce125 (Ic, k,). k). The device temperature Tj at [Ic, k, Vce, k] can be obtained from Vce, k, Vce25 (Ic, k) and Vce125 (Ic, k) by the following equation (1).

Figure 2021110688
Figure 2021110688

いずれの技術も図8,図9で与えられたVce−Ic−Tjの関係とそこから求まるクロスポイントCP[Ic,cp,Vce,cp]の値をあらかじめ正確に知っておく必要がある。 In each technique, it is necessary to know in advance the relationship of Vce-Ic-Tj given in FIGS. 8 and 9 and the value of the cross point CP [Ic, cp, Vce, cp] obtained from the relationship.

特開2010−220470号公報JP-A-2010-220470 特開2014−236538号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-236538 特開2014−232062号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-2232062

図10に示すように、デバイスそのものやオン電流Ic,オン電圧Vceの計測回路の個体差によって実際にその個体の持つ個体値のクロスポイント「CP個体」は、クロスポイントの標準値「CP標準」との間にオフセット誤差「ΔVce,offset、ΔIc,offset」を有する。 As shown in FIG. 10, the cross point “CP individual” of the individual value actually possessed by the individual due to the individual difference of the device itself and the measurement circuit of the on-current Ic and the on-voltage Vce is the standard value “CP standard” of the cross point. It has an offset error "ΔVce, offset, ΔIc, offset" between and.

特許文献1,特許文献2はあらかじめ決められたクロスポイントのオン電流Ic,cpでのオン電圧Vceを閾値と比較して劣化の判定を行っている。劣化に依る電圧変動は微小なものであるが、クロスポイントのオン電流Ic,cpに標準値を用いた場合、オフセット誤差が許容できない大きさになる可能性がある。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, deterioration is determined by comparing the on-voltage Vce at a predetermined cross-point on-current Ic and cp with a threshold value. The voltage fluctuation due to deterioration is minute, but when standard values are used for the cross-point on-currents Ic and cp, the offset error may become unacceptable.

恒温槽試験などでデバイスと計測回路ごとに予め電流−電圧−温度の特性を調べてクロスポイントCPを得る場合には個体差は問題にならないが、全数について特性を測る試験をする場合にコストが膨大になる。温度推定の場合も同様である。 Individual differences do not matter when the current-voltage-temperature characteristics are investigated in advance for each device and measurement circuit in a constant temperature bath test to obtain a crosspoint CP, but the cost is high when conducting a test to measure the characteristics of all of them. It will be huge. The same applies to temperature estimation.

以上示したようなことから、半導体素子診断装置において、デバイスや検出回路の個体差、標準値からのずれを事前にキャリブレーションすることなく、蓄積されたデータから正確なクロスポイントを取得することが課題となる。 From the above, it is possible to obtain an accurate cross point from the accumulated data in the semiconductor device diagnostic device without calibrating the individual difference of the device and the detection circuit and the deviation from the standard value in advance. It becomes an issue.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、 半導体素子のオン電圧とオン電流を組としたデータを蓄積するデータ蓄積部と、前記オン電圧と前記オン電流のデータからクロスポイントを検出するクロスポイント検出処理と、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られているか否かを判断するデータ量判断処理と、を行うCP検出部と、を備えたことを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and one aspect thereof is a data storage unit for accumulating data in which an on-voltage and an on-current of a semiconductor element are combined, and the on-voltage and the on-current. It is provided with a CP detection unit that performs a crosspoint detection process for detecting a crosspoint from current data and a data amount determination process for determining whether or not the amount of data required for detecting the crosspoint is obtained. It is characterized by that.

また、その一態様として、前記クロスポイント検出処理は、データ量が最も多い前記オン電圧の範囲と前記オン電流の範囲の組をクロスポイントとすることを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, the cross point detection process is characterized in that a set of a range of the on voltage and a range of the on current having the largest amount of data is set as a cross point.

また、他の態様として、前記クロスポイント検出処理は、前記オン電圧と前記オン電流の関係を表すグラフ上で、前記オン電圧が温度に依存するある電流値において、第1オン電圧のサンプルとそのサンプルに連続する時間のサンプルにフィットさせた曲線と、前記第1オン電圧と異なる第2オン電圧のサンプルとそのサンプルに連続する時間のサンプルにフィットさせた曲線の交点をクロスポイントとすることを特徴とする。 As another aspect, in the cross-point detection process, a sample of the first on-voltage and a sample thereof at a certain current value in which the on-voltage depends on the temperature on a graph showing the relationship between the on-voltage and the on-current. The intersection of the curve fitted to the sample for the time continuous with the sample and the curve fitted with the sample with the second on-voltage different from the first on-voltage and the sample with the time continuous with the sample is defined as the cross point. It is a feature.

また、その一態様として、前記データ量判断処理は、前記オン電圧の値が温度に依存するオン電流代表値での前記オン電圧の最大値と最小値の差を温度バラツキ基準とし、前記温度バラツキ基準が閾値よりも大きいとき、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られていると判断することを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, in the data amount determination process, the difference between the maximum value and the minimum value of the on-voltage at the on-current representative value whose on-voltage value depends on the temperature is used as a temperature variation reference, and the temperature variation is used. When the reference is larger than the threshold value, it is determined that the amount of data required for detecting the cross point is obtained.

また、他の態様として、前記データ量判断処理は、前記オン電圧の値が温度に依存するオン電流代表値での前記オン電圧の分散値を温度バラツキ基準とし、前記温度バラツキ基準が閾値よりも大きいとき、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られていると判断することを特徴とする。 Further, as another aspect, in the data amount determination process, the dispersion value of the on-voltage at the on-current representative value whose on-voltage value depends on the temperature is used as the temperature variation reference, and the temperature variation reference is more than the threshold value. When it is large, it is determined that the amount of data required for detecting the cross point is obtained.

また、その一態様として、前記クロスポイントの前記オン電圧の初期値と、前記クロスポイントの前記オン電圧の現在値と、の差に基づいて、前記半導体素子の劣化を診断する劣化診断部を備えたことを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, a deterioration diagnosis unit for diagnosing deterioration of the semiconductor element is provided based on the difference between the initial value of the on-voltage of the cross point and the current value of the on-voltage of the cross point. It is characterized by that.

また、その一態様として、前記クロスポイントの標準値と前記CP検出部で検出した前記クロスポイントのオフセット誤差を求め、前記オフセット誤差補償後の前記オン電圧に基づいて半導体素子の温度を推定する温度推定部を備えたことを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, a temperature at which the standard value of the cross point and the offset error of the cross point detected by the CP detection unit are obtained, and the temperature of the semiconductor element is estimated based on the on-voltage after the offset error compensation. It is characterized by having an estimation unit.

本発明によれば、半導体素子診断装置において、デバイスや検出回路の個体差、標準値からのずれ、を事前にキャリブレーションすることなく、蓄積されたデータから正確なクロスポイントを取得することが可能となる。 According to the present invention, in a semiconductor device diagnostic apparatus, it is possible to obtain an accurate cross point from accumulated data without calibrating in advance individual differences of devices and detection circuits and deviations from standard values. It becomes.

実施形態1,2における半導体素子診断装置を示すブロック図。The block diagram which shows the semiconductor element diagnostic apparatus in Embodiments 1 and 2. データ蓄積部に蓄積されたデータ[Vce,Ic]の例を示す図。The figure which shows the example of the data [Vce, Ic] accumulated in the data storage part. 実施形態1におけるCP検出部の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing of the CP detection part in Embodiment 1. [Vce,Ic]の二次元ヒストグラムを示す図。The figure which shows the 2D histogram of [Vce, Ic]. 劣化診断部の動作を示す図。The figure which shows the operation of the deterioration diagnosis part. 実施形態2におけるCP検出部の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing of the CP detection part in Embodiment 2. 図6のS6の処理を示す図。The figure which shows the process of S6 of FIG. Vce−Ic−Tjの関係を示す図。The figure which shows the relationship of Vce-Ic-Tj. Vce−Ic−Tjの関係とデバイス温度の推定を説明する図。The figure explaining the relationship of Vce-Ic-Tj and the estimation of a device temperature. 標準値と固体値のVce−Ic−Tjの関係を示す図。The figure which shows the relationship of Vce-Ic-Tj of a standard value and a solid value.

以下、本願発明における半導体素子診断装置の実施形態1,2を図1〜図7,図9,図10に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments 1 and 2 of the semiconductor device diagnostic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7, 9 and 10.

[実施形態1]
図1に本実施形態1における半導体素子診断装置を示す。本実施形態1の半導体素子診断装置は、データ蓄積部1と、CP検出部2と、劣化診断部3と、温度推定部4と、を備える。なお、本明細書において、半導体素子の診断とは、クロスポイントの検出、劣化診断、温度推定を含むものとする。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows the semiconductor device diagnostic apparatus according to the first embodiment. The semiconductor device diagnostic device of the first embodiment includes a data storage unit 1, a CP detection unit 2, a deterioration diagnosis unit 3, and a temperature estimation unit 4. In the present specification, the diagnosis of a semiconductor element includes crosspoint detection, deterioration diagnosis, and temperature estimation.

計測されたオン電圧Vceとオン電流Icを組としたデータ[Vce,Ic]は、データ蓄積部1に蓄積される。CP検出部2は蓄積されたN点のデータ[Vce,Ic]を使ってその個体の持つクロスポイントCPを検出する。劣化診断部3ではCP検出部2で検出されたクロスポイントCPと現在のオン電圧Vce、オン電流Icのデータ[Vce,Ic]を使ってデバイス(半導体素子)の劣化を診断する。温度推定部4ではCP検出部2で検出されたクロスポイントCPと現在のオン電圧Vce、オン電流Icのデータ[Vce,Ic]を使ってデバイスの温度Tjを推定する。 The data [Vce, Ic], which is a set of the measured on-voltage Vce and on-current Ic, is stored in the data storage unit 1. The CP detection unit 2 detects the cross-point CP possessed by the individual using the accumulated N-point data [Vce, Ic]. The deterioration diagnosis unit 3 diagnoses the deterioration of the device (semiconductor element) using the cross-point CP detected by the CP detection unit 2 and the data [Vce, Ic] of the current on-voltage Vce and on-current Ic. The temperature estimation unit 4 estimates the temperature Tj of the device using the cross-point CP detected by the CP detection unit 2 and the data [Vce, Ic] of the current on-voltage Vce and on-current Ic.

図2に、データ蓄積部1に蓄積されたデータ[Vce,Ic]の例を示す。クロスポイントCPは温度に依存しないのでデータのバラつきが少ない。Vce−Icの関係が温度に依存する電流の代表値をオン電流代表値Ic,tmpとした。オン電流代表値Ic,tmp付近のオン電圧Vceのデータは温度変化によるバラつきがある。 FIG. 2 shows an example of the data [Vce, Ic] stored in the data storage unit 1. Since the crosspoint CP does not depend on temperature, there is little variation in data. The representative values of the currents whose Vce-Ic relationship depends on the temperature are the on-current representative values Ic and tpp. The data of the on-voltage Vce near the on-current representative values Ic and tpm vary due to temperature changes.

図3にCP検出部2のフローチャートを示す。CP検出部2ではデータ[Vce,Ic]の二次元ヒストグラムを使ってクロスポイントCPを推定する。図3のS1,S2ではオン電圧Vceとオン電流Icのデータ[Vce,Ic]からクロスポイントCPを検出するクロスポイント検出処理を行い、S3〜S5ではクロスポイントCPの検出に必要なデータ量が得られているか否かを判断するデータ量判断処理を行う。 FIG. 3 shows a flowchart of the CP detection unit 2. The CP detection unit 2 estimates the crosspoint CP using a two-dimensional histogram of the data [Vce, Ic]. In S1 and S2 of FIG. 3, the crosspoint detection process for detecting the crosspoint CP from the data [Vce, Ic] of the on-voltage Vce and the on-current Ic is performed, and in S3 to S5, the amount of data required for detecting the crosspoint CP is Performs data amount determination processing to determine whether or not it has been obtained.

まず、S1において、新しいデータ[Vce,Ic]のサンプルを追加する。S2において、追加されたデータ[Vce,Ic]に対応する二次元ヒストグラムのビンの度数を1プラスする。このCP検出部2では度数が最大のビンとその最大値を保持している。度数が1プラスされたビンの度数が現在の最大値を上回っていれば、度数が最大のビンと最大値を更新する。 First, in S1, a sample of new data [Vce, Ic] is added. In S2, the frequency of the bin of the two-dimensional histogram corresponding to the added data [Vce, Ic] is added by 1. The CP detection unit 2 holds the bin having the maximum frequency and the maximum value thereof. If the frequency of the bin with the frequency added by 1 exceeds the current maximum value, the bin with the maximum frequency and the maximum value are updated.

温度変動のあるデータから二次元ヒストグラムを作成したとき、クロスポイントCPは温度に依存しないため、相対的にクロスポイントCPのあるビンの度数が高くなる。よって、データ量が最も多いデータ[Vce,Ic]のビン(範囲)を選択することでクロスポイントCPを検出することができる。図4にオン電圧Vceとオン電流Icの二次元ヒストグラムの例を示す。 When a two-dimensional histogram is created from data with temperature fluctuations, the frequency of bins with crosspoint CP is relatively high because the crosspoint CP does not depend on temperature. Therefore, the crosspoint CP can be detected by selecting the bin (range) of the data [Vce, Ic] having the largest amount of data. FIG. 4 shows an example of a two-dimensional histogram of the on-voltage Vce and the on-current Ic.

S3において、追加されたデータのオン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpか否かを判定する。オン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpでない場合はS1へ戻る。オン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpであればS4へ移行する。 In S3, it is determined whether or not the on-current Ic of the added data is the on-current representative values Ic and tmp. If the on-current Ic is not the on-current representative value Ic or tmp, the process returns to S1. If the on-current Ic is the on-current representative value Ic, tmp, the process proceeds to S4.

S4では、Ic=Ic,tmpのときのオン電圧Vceにより、温度バラツキ基準Vce,tmpvarを更新する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarは、同じオン電流代表値Ic,tmpにおけるオン電圧Vceがどの程度バラついているかを示す値である。例えば、温度バラツキ基準Vce,tmpvarは、オン電流代表値Ic,tmpにおけるオン電圧Vceの最大値と最小値の差とする。または、温度バラツキ基準Vce,tmpvarはオン電流代表値Ic,tmpにおけるオン電圧Vceの分散値でもよい。 In S4, the temperature variation reference Vce and tpvar are updated by the on-voltage Vce when Ic = Ic and tpp. The temperature variation reference Vce and tpvar are values indicating how much the on-voltage Vce at the same on-current representative values Ic and tpm varies. For example, the temperature variation reference Vce and tpvar are the differences between the maximum value and the minimum value of the on-voltage Vce at the on-current representative values Ic and tpp. Alternatively, the temperature variation reference Vce and tpvar may be the dispersion value of the on-voltage Vce at the on-current representative values Ic and tpp.

S5では、温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値よりも大きいか否かを判定する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値よりも大きい場合はクロスポイントCPを推定するのに十分な温度変動のあるデータが取れていると判定し、その時点で度数が最大のビンのデータ[Vce,Ic]をクロスポイントCPの推定値[Vce,cp,Ic,cp]として処理を終了する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値以下の場合は、S1に戻る。 In S5, it is determined whether or not the temperature variation reference Vce and tpvar are larger than the threshold value. When the temperature variation criteria Vce and tpvar are larger than the threshold value, it is judged that data with sufficient temperature fluctuation is obtained to estimate the crosspoint CP, and the data of the bin with the maximum frequency at that time [Vce, Ic] ] Is set as the estimated value of the crosspoint CP [Vce, cp, Ic, cp], and the process is terminated. If the temperature variation reference Vce and tpvar are equal to or less than the threshold value, the process returns to S1.

劣化診断部3の動作を図5に示す。機器を立ち上げて最初に推定されたクロスポイントのオン電圧の初期値Vce,cp(0)と、現在推定されたクロスポイントのオン電圧の現在値Vce,cp(k)との差をΔVce,cp(k)とし、これを劣化指標ΔVce,cp,threshと比較する。差ΔVce,cp(k)が劣化指標ΔVce,cp,threshよりも大きくなったときは故障と判定する。また、現在の差ΔVce,cp(k)と劣化指標ΔVce,cp,threshの比から現在の劣化度合い、余寿命を知ることも可能である。 The operation of the deterioration diagnosis unit 3 is shown in FIG. The difference between the initial value Vce, cp (0) of the on-voltage of the cross point estimated first after starting the device and the current value Vce, cp (k) of the on-voltage of the currently estimated cross point is ΔVce, Let cp (k) be used, and compare this with the deterioration indexes ΔVce, cp, and threshold. When the difference ΔVce, cp (k) becomes larger than the deterioration index ΔVce, cp, threshold, it is determined as a failure. It is also possible to know the current degree of deterioration and the remaining life from the ratio of the current difference ΔVce, cp (k) and the deterioration index ΔVce, cp, threshold.

温度推定部4ではまず、図9,図10のVce25のカーブとVce125のカーブの交点から求まるクロスポイント(の標準値)CPとCP検出部(クロスポイント検出処理)2で求めたクロスポイントCPのオフセット誤差[ΔVce,cp,ΔIc,cp]を求める。 In the temperature estimation unit 4, first, the cross point (standard value) CP obtained from the intersection of the Vce 25 curve and the Vce 125 curve in FIGS. 9 and 10 and the cross point CP obtained by the CP detection unit (cross point detection process) 2 Find the offset error [ΔVce, cp, ΔIc, cp].

(1)式のオン電圧のオフセット誤差を補償した上で温度を推定する。具体的には(1)式のVce25(Ic,k)の項を(Vce25(Ic+ΔIc,cp)+ΔVce,cp)、Vce125(Ic,k)の項を(Vce125(Ic+ΔIc,cp)+ΔVce,cp)とする。 The temperature is estimated after compensating for the offset error of the on-voltage in Eq. (1). Specifically, the term of Vce25 (Ic, k) in Eq. (1) is (Vce25 (Ic + ΔIc, cp) + ΔVce, cp), and the term of Vce125 (Ic, k) is (Vce125 (Ic + ΔIc, cp) + ΔVce, cp). And.

以上示したように、本実施形態1によれば、デバイス(半導体素子)や検出回路の個体差、標準値からのずれを事前にキャリブレーションすることなく、蓄積されたデータからオフセット誤差の少ない正確なクロスポイントCPを取得することが可能となる。 As shown above, according to the first embodiment, there is little offset error from the accumulated data without calibrating the individual differences of the device (semiconductor element) and the detection circuit and the deviation from the standard value in advance. Cross-point CP can be obtained.

劣化診断においては、検出されるクロスポイントCPの変化量を閾値と比較することで、クロスポイントCPの個体差に依るオフセット誤差の影響を受けない。また、閾値と変化量の割合を比較することで故障に至る前の現在の劣化度合いを知ることができる。 In the deterioration diagnosis, by comparing the detected change amount of the crosspoint CP with the threshold value, it is not affected by the offset error due to the individual difference of the crosspoint CP. Further, by comparing the threshold value and the ratio of the amount of change, the current degree of deterioration before the failure can be known.

温度推定においては、Vce−Ic−Tjの関係の標準値からのオフセット誤差を補償することにより、より正確に温度を推定することができる。 In the temperature estimation, the temperature can be estimated more accurately by compensating for the offset error from the standard value of the relationship of Vce-Ic-Tj.

[実施形態2]
本実施形態2は、実施形態1とCP検出部2のみ異なる。図6に本実施形態2におけるCP検出部2のフローチャートを示す。本実施形態2では、S3〜S5でクロスポイントCPの検出に必要なデータ量が得られているか否かを判断するデータ量判断処理を行い、S6でオン電圧Vceとオン電流IcのデータからクロスポイントCPの検出を行うクロスポイント検出処理を行う。
[Embodiment 2]
The second embodiment differs only from the first embodiment and the CP detection unit 2. FIG. 6 shows a flowchart of the CP detection unit 2 in the second embodiment. In the second embodiment, the data amount determination process for determining whether or not the amount of data required for detecting the cross point CP is obtained in S3 to S5 is performed, and the cross is performed from the data of the on-voltage Vce and the on-current Ic in S6. Performs cross-point detection processing to detect point CP.

まず、S1において、新しいデータ[Ic,Vce]のサンプルを追加する。次に、S3において、追加されたデータのオン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpか否かを判定する。オン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpでない場合はS1へ戻る。オン電流Icがオン電流代表値Ic,tmpであればS4へ移行する。 First, in S1, a sample of new data [Ic, Vce] is added. Next, in S3, it is determined whether or not the on-current Ic of the added data is the on-current representative values Ic and tmp. If the on-current Ic is not the on-current representative value Ic or tmp, the process returns to S1. If the on-current Ic is the on-current representative value Ic, tmp, the process proceeds to S4.

S4では、Ic=Ic,tmpのときのオン電圧により、温度バラツキ基準Vce,tmpvarを更新する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarは、実施形態1と同様である。 In S4, the temperature variation reference Vce and tmpvar are updated according to the on-voltage when Ic = Ic and tmp. The temperature variation reference Vce and tpvar are the same as those in the first embodiment.

S5は、温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値よりも大きいか否かを判定する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値よりも大きい場合はクロスポイントCPを推定するのに十分な温度変動のあるデータが取れていると判定する。温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値以下の場合は、S1に戻る。 S5 determines whether or not the temperature variation reference Vce and tpvar are larger than the threshold value. When the temperature variation criteria Vce and tpvar are larger than the threshold value, it is determined that data with sufficient temperature fluctuation is obtained to estimate the crosspoint CP. If the temperature variation reference Vce and tpvar are equal to or less than the threshold value, the process returns to S1.

温度バラツキ基準Vce,tmpvarが閾値を越えたらS6に進む。S6の処理を図7に示す。 When the temperature variation reference Vce and tpvar exceed the threshold value, the process proceeds to S6. The process of S6 is shown in FIG.

図7に示すように、まず、オン電圧Vceとオン電流Icの関係を表すグラフ上で、Ic=Ic,tmpとなる電流値において、最大のオン電圧(第1オン電圧)Vceのサンプルとそのサンプルから連続するNhサンプルを抽出する。抽出されたサンプルは図7の右側の「×」で表されるサンプルである。これらは時間が連続しているので近い温度のサンプルになっている。抽出されたサンプルにフィットする曲線を求める(図7の右の点線)。 As shown in FIG. 7, first, on a graph showing the relationship between the on-voltage Vce and the on-current Ic, a sample of the maximum on-voltage (first on-voltage) Vce at a current value where Ic = Ic, tpp and its A continuous Nh sample is extracted from the sample. The extracted sample is a sample represented by "x" on the right side of FIG. 7. These are samples with similar temperatures because the time is continuous. Find the curve that fits the extracted sample (dotted line on the right in FIG. 7).

続いて、オン電圧Vceとオン電流Icの関係を表すグラフ上で、Ic=Ic,tmpとなる電流値において、最小のオン電圧(第2オン電圧)Vceのサンプルとそのサンプルから連続するNhサンプルを抽出する。抽出されたサンプルは図7の右側の「+」で表されるサンプルである。これらは時間が連続しているので近い温度のサンプルになっている。抽出されたサンプルにフィットする曲線を求める(図7の右の破線)。 Next, on the graph showing the relationship between the on-voltage Vce and the on-current Ic, at the current value where Ic = Ic, tmp, the sample of the minimum on-voltage (second on-voltage) Vce and the Nh sample continuous from the sample. Is extracted. The extracted sample is a sample represented by "+" on the right side of FIG. These are samples with similar temperatures because the time is continuous. Find the curve that fits the extracted sample (broken line on the right in FIG. 7).

最後に2つの曲線の交点を求めてクロスポイントCPとする。「×」で表されるサンプルと「+」で表されるサンプルは温度が離れているので、曲線の交点が温度に依存しない点、すなわちクロスポイントCPとなる。 Finally, the intersection of the two curves is found and used as the crosspoint CP. Since the temperature of the sample represented by "x" and the sample represented by "+" are different, the intersection of the curves is a point independent of temperature, that is, a cross point CP.

以上示したように、本実施形態2は実施形態1と同様の作用効果を奏する。なお、図7ではIc=Ic,tmpとなる電流値において、最大のオン電圧Vceを第1オン電圧とし、最小のオン電圧Vceを第2オン電圧としたが、第1オン電圧と第2オン電圧が異なる値であれば他のオン電圧Vceでもよい。 As shown above, the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment. In FIG. 7, in the current values where Ic = Ic, tmp, the maximum on-voltage Vce is set to the first on-voltage and the minimum on-voltage Vce is set to the second on-voltage, but the first on-voltage and the second on-voltage are used. Other on-voltage Vce may be used as long as the voltages have different values.

また、図7のIc,tmpはオン電圧Vceが温度に依存するある電流値であり、図2,図3,図6に示す温度バラツキ基準Vce,tmpvarを求めるためのオン電流代表値と同じ値でも異なる値であってもよい。 Further, Ic and tpp in FIG. 7 are current values at which the on-voltage Vce depends on the temperature, and are the same values as the on-current representative values for obtaining the temperature variation reference Vce and tpvar shown in FIGS. 2, 3 and 6. But it may be a different value.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the above description has been made in detail only with respect to the specific examples described in the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. It goes without saying that such modifications and modifications fall within the scope of the claims.

1…データ蓄積部
2…CP検出部
3…劣化診断部
4…温度推定部
Vce…オン電圧
Ic…オン電流
Tj…デバイス温度
CP…クロスポイント
1 ... Data storage unit 2 ... CP detection unit 3 ... Deterioration diagnosis unit 4 ... Temperature estimation unit Vce ... On voltage Ic ... On current Tj ... Device temperature CP ... Cross point

Claims (8)

半導体素子のオン電圧とオン電流を組としたデータを蓄積するデータ蓄積部と、
前記オン電圧と前記オン電流のデータからクロスポイントを検出するクロスポイント検出処理と、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られているか否かを判断するデータ量判断処理と、を行うCP検出部と、
を備えたことを特徴とする半導体素子診断装置。
A data storage unit that stores data that combines the on-voltage and on-current of a semiconductor element,
A CP that performs a crosspoint detection process that detects a crosspoint from the data of the on-voltage and the on-current, and a data amount determination process that determines whether or not the amount of data required for detecting the crosspoint is obtained. With the detector
A semiconductor device diagnostic device characterized by being equipped with.
前記クロスポイント検出処理は、
データ量が最も多い前記オン電圧の範囲と前記オン電流の範囲の組をクロスポイントとすることを特徴とする請求項1記載の半導体素子診断装置。
The cross point detection process
The semiconductor device diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a set of a range of the on-voltage and a range of the on-current having the largest amount of data is used as a cross point.
前記クロスポイント検出処理は、
前記オン電圧と前記オン電流の関係を表すグラフ上で、前記オン電圧が温度に依存するある電流値において、第1オン電圧のサンプルとそのサンプルに連続する時間のサンプルにフィットさせた曲線と、前記第1オン電圧と異なる第2オン電圧のサンプルとそのサンプルに連続する時間のサンプルにフィットさせた曲線の交点をクロスポイントとすることを特徴とする請求項1記載の半導体素子診断装置。
The cross point detection process
On a graph showing the relationship between the on-voltage and the on-current, a curve fitted to a sample of the first on-voltage and a sample of a time continuous with the sample at a certain current value in which the on-voltage depends on temperature, and a curve. The semiconductor element diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a cross point is an intersection of a sample having a second on-voltage different from the first on-voltage and a curve fitted to the sample for a time continuous with the sample.
前記データ量判断処理は、前記オン電圧の値が温度に依存するオン電流代表値での前記オン電圧の最大値と最小値の差を温度バラツキ基準とし、前記温度バラツキ基準が閾値よりも大きいとき、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られていると判断することを特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項に記載の半導体素子診断装置。 In the data amount determination process, when the difference between the maximum value and the minimum value of the on-voltage at the on-current representative value whose on-voltage value depends on the temperature is used as the temperature variation reference, and the temperature variation reference is larger than the threshold value. The semiconductor device diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the amount of data required for detecting the cross point has been obtained. 前記データ量判断処理は、前記オン電圧の値が温度に依存するオン電流代表値での前記オン電圧の分散値を温度バラツキ基準とし、前記温度バラツキ基準が閾値よりも大きいとき、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られていると判断することを特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項に記載の半導体素子診断装置。 In the data amount determination process, the dispersion value of the on-voltage at the on-current representative value whose on-voltage value depends on the temperature is used as the temperature variation reference, and when the temperature variation reference is larger than the threshold value, the cross point The semiconductor device diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that an amount of data required for detection has been obtained. 前記クロスポイントの前記オン電圧の初期値と、前記クロスポイントの前記オン電圧の現在値と、の差に基づいて、前記半導体素子の劣化を診断する劣化診断部を備えたことを特徴とする請求項1〜5のうち何れか1項に記載の半導体素子診断装置。 A claim comprising a deterioration diagnosis unit for diagnosing deterioration of a semiconductor element based on a difference between an initial value of the on-voltage of the cross point and a current value of the on-voltage of the cross point. Item 6. The semiconductor device diagnostic apparatus according to any one of Items 1 to 5. 前記クロスポイントの標準値と前記CP検出部で検出した前記クロスポイントのオフセット誤差を求め、前記オフセット誤差補償後の前記オン電圧に基づいて半導体素子の温度を推定する温度推定部を備えたことを特徴とする請求項1〜6のうち何れか1項に記載の半導体素子診断装置。 It is provided with a temperature estimation unit that obtains the standard value of the cross point and the offset error of the cross point detected by the CP detection unit and estimates the temperature of the semiconductor element based on the on-voltage after compensation for the offset error. The semiconductor device diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6. データ蓄積部が、半導体素子のオン電圧とオン電流を組としたデータを蓄積し、
CP検出部が、前記オン電圧と前記オン電流のデータからクロスポイントを検出するクロスポイント検出処理と、前記クロスポイントの検出に必要なデータ量が得られているか否かを判断するデータ量判断処理と、
を行うことを特徴とする半導体素子診断方法。
The data storage unit stores data that combines the on-voltage and on-current of the semiconductor element.
A crosspoint detection process in which the CP detection unit detects a crosspoint from the on-voltage and on-current data, and a data amount determination process for determining whether or not the amount of data required for detecting the crosspoint is obtained. When,
A semiconductor device diagnostic method characterized by performing the above.
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