(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物半導体を含むトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース、ドレイン及びゲートを電気的に接続して、ＣＶ特性を取得し、
前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得し、
前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求め、
前記キャリア密度Ｎｄが１×１０１８ｃｍ−３以上の場合、前記トランジスタに加熱処理を加えることが好ましいと評価することを特徴とする評価方法。
【数１】
0005539846.tif 000022
（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体の比誘電率である。）
【請求項２】
請求項１において、
前記トランジスタは基板の上方に位置し、
前記加熱処理として、１５０℃以上前記基板の耐熱温度以下の温度の加熱処理を加えることが好ましいと評価することを特徴とする評価方法。
【請求項３】
酸化物半導体を含むトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース、ドレイン及びゲートを電気的に接続して、ＣＶ特性を取得し、
前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得し、
前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求め、
前記キャリア密度Ｎｄが１×１０１８ｃｍ−３以上の場合、前記トランジスタに加熱処理を加えることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【数２】
0005539846.tif 000023
（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体の比誘電率である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は評価方法、半導体装置の作製方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、酸化物半導体を用いた半導体装置の作製方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコン半導体の原理は解明されていることが多いが、酸化物半導体の原理は不明な部分が未だに多いため、酸化物半導体の評価方法も確立されていなかった。
【０００５】
よって、新たな酸化物半導体の評価方法を提供することを第１の課題とする。
【０００６】
また、酸化物半導体の評価を行うことにより、評価結果を酸化物半導体を用いた半導体装置（トランジスタ、ダイオード等の半導体素子を有する装置）の作製プロセスにフィードバックする方法を提供することを第２の課題とする。
【０００７】
さらに、新たな酸化物半導体の比誘電率の測定方法を提供することを第３の課題とする。
【０００８】
なお、以下に開示する発明は、少なくとも第１乃至第３の課題のいずれか一つを解決できれば良い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
シリコン半導体において、水素はダングリングボンドを補償する好ましい原子である。
【００１０】
一方、本発明者らの研究の結果、酸化物半導体において水素は不要なキャリアを誘発するので、酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合において水素は好ましくない原子であることが判明した。
【００１１】
ここで、酸化物半導体中の水素濃度が低くなれば、酸化物半導体中のキャリア密度（キャリア濃度）も低くなる。
【００１２】
そして、キャリア密度の量を評価できれば水素等の不純物の濃度の量も評価できることになる。
【００１３】
よって、キャリア密度の量を評価することによって、どのような工程を行えば水素濃度を減少することができるのかを評価することができる。
【００１４】
例えば、加熱処理を行う場合、加熱温度、加熱時間、加熱方法等の加熱条件を異ならせた複数のサンプルを用意し、前記複数のサンプルのキャリア密度を比較することによって、どのような加熱条件が水素を除去する上で最適かを評価することができる。
【００１５】
例えば、酸化物半導体層の成膜を行う場合、成膜温度、成膜雰囲気、成膜室の排気方法等の成膜条件を異ならせた複数のサンプルを用意し、前記複数のサンプルのキャリア密度を比較することによって、どのような成膜条件が水素を除去する上で最適かを評価することができる。
【００１６】
具体的には、ＭＯＳキャパシタを作製し、前記ＭＯＳキャパシタのＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）を評価することによってキャリア密度を測定することができる。
【００１７】
つまり、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたＣＶ特性を取得するステップと、前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求めるステップと、を有することを特徴とする評価方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体層の比誘電率である。）
【００１８】
【数１】
0005539846.tif 000002
【００１９】
また、シリコンウェハ上に第１の酸化物半導体層が設けられており、前記第１の酸化物半導体層上にゲート電極が設けられた第１のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第１のＭＯＳキャパシタの第１のＣＶ特性を取得するステップと、前記第１のＣＶ特性の蓄積領域における容量Ｃａを求めるステップと、前記容量Ｃａを下記数式（１４）に代入して前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを求めるステップと、前記第１の酸化物半導体層と成膜条件を揃えて形成した前記第２の酸化物半導体層を有する第２のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第２のＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットした第２のＣＶ特性を取得するステップと、前記第２のＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値及び前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求めるステップと、を有することを特徴とする評価方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率であり、数式（１４）中、Ｓは前記ゲート電極の面積、ｄは前記第１の酸化物半導体層の膜厚である。）
【００２０】
【数２】
0005539846.tif 000003
【００２１】
【数３】
0005539846.tif 000004
【００２２】
また、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタを形成し、前記ＭＯＳキャパシタのＣＶ特性を取得し、前記ＣＶ特性において、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧が０のときの、前記ＭＯＳキャパシタの容量の大きさを基準に前記酸化物半導体層中のキャリア密度の大きさを判断することを特徴とする評価方法である。
【００２３】
また、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタ及び酸化物半導体層を有するトランジスタとを同時に形成するステップと、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたＣＶ特性を取得するステップと、前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求めるステップと、前記キャリア密度が高いと判断された場合において前記トランジスタに加熱処理を加えるステップと、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体層の比誘電率である。）
【００２４】
【数４】
0005539846.tif 000005
【００２５】
また、シリコンウェハ上に第１の酸化物半導体層が設けられており、前記第１の酸化物半導体層上にゲート電極が設けられた第１のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第１のＭＯＳキャパシタの第１のＣＶ特性を取得するステップと、前記第１のＣＶ特性の蓄積領域における容量Ｃａを求めるステップと、前記容量Ｃａを下記数式（１４）に代入して前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを求めるステップと、前記第１の酸化物半導体層と成膜条件を揃えて形成した、前記第２の酸化物半導体層を有する第２のＭＯＳキャパシタ及びトランジスタを形成するステップと、前記第２のＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットした第２のＣＶ特性を取得するステップと、前記第２のＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）２の微分値を求め、前記微分値及び前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎｄの大きさを求めるステップと、前記キャリア密度が高いと判断された場合において前記トランジスタに加熱処理を加えるステップと、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε０は真空の誘電率であり、数式（１４）中、Ｓは前記ゲート電極の面積、ｄは前記第１の酸化物半導体層の膜厚である。）
【００２６】
【数５】
0005539846.tif 000006
【００２７】
【数６】
0005539846.tif 000007
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、新たな酸化物半導体の評価方法を提供できる。
【００２９】
また、酸化物半導体を評価しフィードバックを行うことにより、高性能な半導体装置を提供することができる。
【００３０】
また、半導体素子を作製した後評価を行い、水素が除去できていないと判断された場合に更に加熱処理を行うことによって所謂リペア工程が行える。なお、半導体層自体をリペアするという考え方は極めて新しい発想である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＭＯＳキャパシタの一例
【図２】ＣＶ特性の一例
【図３】ＣＶ特性の一例
【図４】ＭＯＳキャパシタの一例
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
但し、発明の趣旨から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。
【００３４】
従って、発明の範囲は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３５】
なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３６】
また、以下の実施の形態は、いくつかを適宜組み合わせて実施することができる。
【００３７】
（実施の形態１）
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）にＭＯＳキャパシタの一例を示す。
【００３８】
図１（Ａ）はダイオードであり、図１（Ｂ）はトライオードである。
【００３９】
図１（Ａ）において、金属層１００（Ｍｅｔａｌ）上に半導体層２００（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、半導体層２００（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にゲート絶縁層３００（Ｇａｔｅ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が設けられており、ゲート絶縁層３００（Ｇａｔｅ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）上にゲート電極層４００（Ｇａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が設けられている。
【００４０】
また、図１（Ａ）において、金属層１００（Ｍｅｔａｌ）とゲート電極層４００（Ｇａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）とが電源を介して接続されている。
【００４１】
図１（Ｂ）において、ゲート電極層１０１（Ｇａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）上にゲート絶縁層２０１（Ｇａｔｅ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が設けられており、ゲート絶縁層２０１（Ｇａｔｅ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）上に半導体層３０１（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、半導体層３０１（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にソース電極層４０１（Ｓｏｕｒｃｅ）及びドレイン電極層５０１（Ｄｒａｉｎ）が設けられている。
【００４２】
また、図１（Ｂ）において、ソース電極層４０１（Ｓｏｕｒｃｅ）及びドレイン電極層５０１は、ゲート電極層１０１（Ｇａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と電源を介して接続されている。
【００４３】
図１（Ａ）のダイオードは、フォトリソグラフィの工程を行わず簡便に作製できる点でメリットがある。
【００４４】
よって、ダイオードは特定の工程の有用性を調べる実験（例えば、加熱条件の条件比較、成膜条件の条件比較等）に適している。
【００４５】
一方、図１（Ｂ）のトライオードは、トランジスタのソースとドレインを電気的に接続した構造である。
【００４６】
よって、トランジスタと同時にトライオードを形成することは容易であるので、トライオードはトランジスタを形成する際の評価に適している。
【００４７】
なお、半導体層（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系等の酸化物半導体を用いることができる。
【００４８】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【００４９】
（実施の形態２）
ＭＯＳキャパシタのＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の評価について説明する。
【００５０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は酸化物半導体のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。
【００５１】
ここで、図２（Ａ）は酸化物半導体中に水素が含まれている場合のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。
【００５２】
一方、図２（Ｂ）は酸化物半導体中に水素が含まれていない場合のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。
【００５３】
酸化物半導体中では水素はドナーとなる。
【００５４】
したがって、酸化物半導体中に水素が含まれると酸化物半導体はＮ型になる。（図２（Ａ））
【００５５】
一方、酸化物半導体中に水素が含まれないと酸化物半導体はＩ型（真性半導体）に近づく（図２（Ｂ））。
【００５６】
よって、酸化物半導体中に水素が含まれると、ＣＶ特性のグラフは左方向にずれるのである（図２（Ａ）と図２（Ｂ）とを比較して参照のこと）。
【００５７】
つまり、Ｖｇ（ゲート電圧）が０のときの容量Ｃの大きさが、Ｖｇがマイナスのとき（強反転領域）と比較して大きければキャリア密度が大きくなっていると判断できる。
【００５８】
即ち、Ｖｇ（ゲート電圧）が０のときの容量Ｃの大きさが、Ｖｇがマイナスのとき（強反転領域）と比較して大きければ水素濃度が大きくなっていると判断できる。
【００５９】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【００６０】
（実施の形態３）
水素が少量しか含まれていない場合、実施の形態２の方法では評価が難しい場合がある。
【００６１】
そこで、本実施の形態では実施の形態２とは別の評価方法について説明する。
【００６２】
具体的には、酸化物半導体中のキャリア密度をＣＶカーブから見積もる方法である。
【００６３】
まず、ＣＶ測定から測定される単位面積あたりの容量をＣ、半導体の単位面積当たりの空乏層容量をＣｄ、絶縁膜容量をＣｏｘとすると、数式（１）が成り立つ。
【００６４】
【数７】
0005539846.tif 000008
【００６５】
数式（１）を移項すると数式（２）にする。
【００６６】
【数８】
0005539846.tif 000009
【００６７】
ここで、弱反転状態を考えた場合、誘起される少数キャリアは無視できるものとする。
【００６８】
このとき、空乏層に生じる単位面積当たりの電荷Ｑは、キャリア密度をＮｄ、空乏層幅をＷｄ、電子電荷をｅとすると、数式（３）になる。
【００６９】
【数９】
0005539846.tif 000010
【００７０】
このとき、電極に印加する電圧をＶとすると、容量Ｃは数式（４）のように与えられる。
【００７１】
【数１０】
0005539846.tif 000011
【００７２】
一方、空乏層容量Ｃｄは電荷Ｑと表面ポテンシャルψを用いて数式（５）で表される。但し、真空誘電率をε０、半導体の比誘電率をεとする。
【００７３】
【数１１】
0005539846.tif 000012
【００７４】
また、半導体界面の表面ポテンシャルψはポアソンの方程式を解くことにより数式（６）で与えられる。
【００７５】
【数１２】
0005539846.tif 000013
【００７６】
数式（５）に数式（６）を代入することによって数式（７）が導かれる。
【００７７】
【数１３】
0005539846.tif 000014
【００７８】
数式（３）〜（７）から数式（８）が導かれる。
【００７９】
【数１４】
0005539846.tif 000015
【００８０】
数式（８）の両辺を逆数とすると数式（９）のようになる。
【００８１】
【数１５】
0005539846.tif 000016
【００８２】
数式（９）に数式（２）を代入すると数式（１０）のようになる。
【００８３】
【数１６】
0005539846.tif 000017
【００８４】
数式（１０）からＮｄを算出すると数式（１１）のようになる。
【００８５】
【数１７】
0005539846.tif 000018
【００８６】
ここで、弱反転状態ではＣ＜＜Ｃｏｘと見なせる。よって、１／Ｃｏｘを０と見なすことができるので、数式（１１）を近似することができる。
【００８７】
そして、数式（１１）を近似すると数式（１２）のようになる。
【００８８】
【数１８】
0005539846.tif 000019
【００８９】
ここで、図３を参照されたい。
【００９０】
図３（Ａ）はゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたグラフであり、図３（Ｂ）はゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフである。
【００９１】
図３（Ａ）において、Ａが強反転領域であり、Ｂが強反転領域付近の弱反転領域であり、Ｃが蓄積領域にあたる。
【００９２】
なお、数式（１２）において、（１／Ｃ）２の微分値を計算するため、特にＣ＜＜Ｃｏｘと見なせる強反転領域付近の弱反転領域を用いた。
【００９３】
なお、強反転領域付近の弱反転領域はＣ＜＜Ｃｏｘと見なせる領域を適宜選択すれば良い。
【００９４】
ここで、図３（Ｂ）の破線で記した一次関数の直線の傾きが数式（１２）における（１／Ｃ）２の微分値に該当する。
【００９５】
したがって、ＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）から、弱反転領域におけるゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）２との関係をプロットしたグラフを導き、導いたグラフから数式（１２）における、（１／Ｃ）２の微分値を導き出す。
【００９６】
一方、数式（１２）に電子電荷ｅ、真空の誘電率ε０、半導体の比誘電率ε、（１／Ｃ）２の微分値を代入すればキャリア密度Ｎｄが算出されることになる。
【００９７】
なお、電子電荷ｅ（１．６０２１７６５３×１０−１９クーロン）、真空の誘電率ε０（８．８５４１８７８２×１０−１２ｍ−３ｋｇ−１ｓ４Ａ２）は定数が決まっているため当該値を用いれば良い。
【００９８】
半導体の比誘電率εは、光吸収スペクトルの測定、電子エネルギー損失分光法等を用いて予め調べておけば良い。
【００９９】
また、本実施の形態の目的は正確なキャリア密度の値の算出でなく、水素が除去されたかどうかの評価であるので、Ｃ＜＜Ｃｏｘと見なせる領域はＣｏｘがＣの２倍以上の値を示す領域として計算を行えば良い。
【０１００】
なお、より好ましくはＣｏｘがＣの５倍以上、１０倍以上、１００倍以上であるが、ＣｏｘがＣの最小値の５倍以上、１０倍以上、１００倍以上に満たない場合もあるため、本実施の形態では、Ｃ＜＜Ｃｏｘと見なせる領域はＣｏｘがＣの２倍以上の値を示す領域とする。
【０１０１】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【０１０２】
（実施の形態４）
酸化物半導体層の比誘電率εをＣＶ特性から求めることも可能である。
【０１０３】
まず、図４のようなダイオードを形成する。
【０１０４】
図４においてＰ型のシリコンウェハ１０２（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｗａｆｅｒ（Ｐ））上に酸化物半導体層２０２（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、酸化物半導体層２０２（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にゲート電極層３０２（Ｇａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が設けられている。なお、シリコンウェハはＮ型でも良い。
【０１０５】
酸化物半導体層のバンドギャップは、シリコンのバンドギャップよりも遙かに高い。
【０１０６】
このため、酸化物半導体の伝導帯とシリコンの伝導帯との間にポテンシャル障壁が生じる。同様に酸化物半導体の価電子帯とシリコンの価電子帯との間にポテンシャル障壁が生じる。
【０１０７】
これらのポテンシャル障壁が存在するため、図４の構成にてＣＶ特性を取得することができる。
【０１０８】
なお、酸化物半導体層の抵抗は大きいほどリーク電流が小さくなるので測定精度が向上する。
【０１０９】
よって、キャリア密度が低い酸化物半導体層ほど測定精度が上昇することになる。
【０１１０】
なお、実施の形態１乃至実施の形態３の方法はキャリア密度の小さい酸化物半導体層におけるキャリア密度の大小を評価することにも適している。
【０１１１】
ここで、反転状態（反転領域、Ｖｇがプラス）では、容量は反転したＰ型シリコンウェハの空乏層容量と酸化物半導体層の容量との合計になる。
【０１１２】
一方、蓄積状態（蓄積領域、Ｖｇがマイナス）では反転層が生じないため、容量は酸化物半導体層の容量と等しくなって容量値が飽和する。
【０１１３】
そして、真空の誘電率ε０、酸化物半導体層の膜厚ｄ、ゲート電極の面積Ｓとすると、蓄積状態の飽和容量Ｃａは数式（１３）の関係となる。
【０１１４】
【数１９】
0005539846.tif 000020
【０１１５】
数式（１３）を変形すると数式（１４）のようになる。
【０１１６】
【数２０】
0005539846.tif 000021
【０１１７】
酸化物半導体層の膜厚ｄ、ゲート電極の面積Ｓは作製時に設定した値である。
【０１１８】
なお、真空の誘電率ε０（８．８５４１８７８２×１０−１２ｍ−３ｋｇ−１ｓ４Ａ２）は定数が決まっているため当該値を用いれば良い。
【０１１９】
以上のように図４のような特殊構造のＭＯＳキャパシタを作製することによって、数式（１４）から比誘電率を計算することが可能である。
【０１２０】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。なお、本実施の形態のＭＯＳキャパシタと他の実施の形態のＭＯＳキャパシタとは別々に形成する。よって、本実施の形態のＭＯＳキャパシタの酸化物半導体層と他の実施の形態のＭＯＳキャパシタの酸化物半導体層とは成膜条件を揃えて（同一の成膜条件で）形成することが好ましい。
【０１２１】
（実施の形態５）
評価結果の活用方法の一例を示す。
【０１２２】
図１（Ａ）又は図１（Ｂ）の構造を有するサンプルを複数用意する。
【０１２３】
例１として、複数のサンプルは、半導体層を加熱しなかったサンプル、半導体層をＡ℃で加熱したサンプル、半導体層をＢ℃で加熱したサンプルとする。
【０１２４】
例２として、複数のサンプルは、半導体層を加熱しなかったサンプル、半導体層を酸素雰囲気においてＡ℃で加熱したサンプル、半導体層を窒素雰囲気においてＡ℃で加熱したサンプルとする。
【０１２５】
例３として、複数のサンプルは、半導体層を第１の組成比で形成したサンプル、半導体層を第２の組成比で形成したサンプル、半導体層を第３の組成比で形成したサンプルとする。
【０１２６】
例４として、複数のサンプルは、半導体層を酸素プラズマのみを用いてスパッタ法で第１の組成比で形成したサンプル、アルゴンプラズマのみを用いてスパッタ法で半導体層を第１の組成比で形成したサンプル、半導体層を酸素プラズマ及びアルゴンプラズマを用いてスパッタ法で第１の組成比で形成したサンプルとする。
【０１２７】
そして、他の実施の形態における評価方法を用いて複数のサンプル間でキャリア密度の大きさを比較する。
【０１２８】
複数のサンプル間でキャリア密度の大きさを比較した結果、最もキャリア密度の低い条件で形成した半導体層が最もＩ型（真性）に近い半導体層と判断できる。
【０１２９】
例１では加熱の有無の良否、加熱温度の良否等が評価できる。
【０１３０】
例２では加熱の有無の良否、加熱雰囲気の良否等が評価できる。
【０１３１】
例３では最適な組成比の傾向が評価できる。
【０１３２】
例４では成膜雰囲気の良否が評価できる。
【０１３３】
例１〜例４のように様々な条件を変更してＣＶ特性を調査することにより、最適な工程を選択することができるようになるのである。
【０１３４】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態６）
評価結果の活用方法の一例を示す。
【０１３５】
図１（Ｂ）の構造を有するトライオードとボトムゲート型のＴＦＴを同一基板上に形成する。
【０１３６】
そして、他の実施の形態における評価方法を用いてトライオードのＣＶ特性を取得しキャリア密度を求める。
【０１３７】
もしキャリア密度が高い場合は、加熱処理が不十分で水素が残存している可能性がある。
【０１３８】
そこで、キャリア密度が高い場合は再度の加熱処理（１５０℃以上基板の耐熱温度以下の温度、好ましくは５５０℃以上基板の耐熱温度以下の温度）を加えることが好ましい。
【０１３９】
なお、キャリア密度が低い場合は加熱処理をせずに次の工程に進める。（つまり、何もしない。）
【０１４０】
また、例えば、本発明者らの経験上、１×１０１８ｃｍ−３以上のキャリア密度だとトランジスタのオフ電流が上昇することがわかっている。そのため、１×１０１８ｃｍ−３未満のキャリア密度が好ましい。
【０１４１】
つまり、１×１０１８ｃｍ−３以上であるとキャリア密度が高いと判断する。
【０１４２】
しかし、求められるトランジスタの特性は、適用するデバイスによって許容範囲が変わるので、キャリア濃度が高いか低いかの基準は適宜必要に応じて設定すれば良い。（例えば、１×１０１７ｃｍ−３以上、１×１０１６ｃｍ−３以上、１×１０１５ｃｍ−３以上、１×１０１４ｃｍ−以上等であればキャリア濃度が高いと判断しても良い。）
【０１４３】
このように、他の実施の形態における評価方法を用いることによって工程間検査及びリペアが可能となる。
【０１４４】
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００  金属層
２００  半導体層
３００  ゲート絶縁層
４００  ゲート電極層
１０１  ゲート電極層
２０１  ゲート絶縁層
３０１  半導体層
４０１  ソース電極層
５０１  ドレイン電極層
１０２  シリコンウェハ
２０２  酸化物半導体層
３０２  ゲート電極層
【図１】
0005539846.tif 000024
【図２】
0005539846.tif 000025
【図３】
0005539846.tif 000026
【図４】
0005539846.tif 000027