(57)【要約】【課題】半導体素子の電気的特性の変化量を短時間で測定することができる半導体素子の特性変化量測定装置、及び特性変化量測定方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、光が照射された後に、半導体素子５０の半導体接合を挟んで一方側の部位５２に設けられた電極５１と他方側の部位５６に設けられた電極５１との間にバイアス電圧ＶＢを印加した状態で半導体素子の接合容量Ｃを測定し、この測定結果における接合容量Ｃの値が変化する過渡応答が生じるバイアス電圧ＶＢの範囲に基づいて電気的特性の変化量を求めることを特徴とする。【選択図】図３
2014052207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体接合を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する装置であって、
前記半導体素子に光を照射する光照射部と、
前記半導体素子における前記半導体接合を挟んで一方側の部位に設けられた電極と他方側の部位に設けられた電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、
前記半導体素子の接合容量を測定する接合容量測定部と、
測定された接合容量の変化に基づいて前記半導体素子の電気的特性の変化量を求める演算部と、を備え、
前記演算部は、光を照射された後の前記半導体素子にバイアス電圧が印加された状態で当該半導体素子の接合容量が測定されたときに前記接合容量の値が変化する過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める半導体素子の特性変化量測定装置。
【請求項２】
前記演算部は、光を照射される前の前記半導体素子から得られる接合容量−バイアス電圧特性において接合容量が立ち上がるバイアス電圧であるしきい値電圧と、印加されるバイアス電圧を変えつつ、変化させたバイアス電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子の接合容量が測定されたときの前記過渡応答が生じたバイアス電圧の下限値と、から前記電気的特性の変化量を求める請求項１に記載の半導体素子の特性変化量測定装置。
【請求項３】
ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する装置であって、
前記半導体素子に光を照射する光照射部と、
前記ゲート電極にゲート電圧を印加するゲート電圧印加部と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に引出電圧を印加する引出電圧印加部と、
前記半導体素子における前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を流れるドレイン電流を測定するドレイン電流測定部と、
測定されたドレイン電流の変化に基づいて前記半導体素子の電気的特性の変化量を求める演算部と、を備え、
前記演算部は、光を照射された後の前記半導体素子にゲート電圧が印加されると共に所定の引出電圧が印加された状態で当該半導体素子を流れるドレイン電流が測定されたときに前記ドレイン電流の値が変化する過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める半導体素子の特性変化量測定装置。
【請求項４】
前記演算部は、光を照射される前の前記半導体素子から得られるドレイン電流−ゲート電圧特性においてドレイン電流が立ち上がるゲート電圧であるしきい値電圧と、印加されるゲート電圧を変えつつ、変化させたゲート電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子におけるドレイン電流が測定されたときの前記過渡応答が生じたゲート電圧の下限値と、から前記電気的特性の変化量を求める請求項３に記載の半導体素子の特性変化量測定装置。
【請求項５】
半導体接合を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する方法であって、
光が照射された後に、前記半導体素子の前記半導体接合を挟んで一方側の部位に設けられた電極と他方側の部位に設けられた電極との間にバイアス電圧を印加した状態で前記半導体素子の接合容量を測定し、この測定結果における前記接合容量の値が変化する過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める半導体素子の特性変化量測定方法。
【請求項６】
前記半導体素子の接合容量−バイアス電圧特性を測定し、この接合容量−バイアス電圧特性において接合容量が立ち上がるバイアス電圧であるしきい値電圧を求める工程と、
印加されるバイアス電圧を変えつつ、変化させたバイアス電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子の接合容量を測定し、前記過渡応答が生じたバイアス電圧の下限値を求める工程と、
前記しきい値電圧と前記過渡応答が生じたバイアス電圧の下限値とから前記電気的特性の変化量を求める工程と、を備える請求項５に記載の半導体素子の特性変化量測定方法。
【請求項７】
ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する方法であって、
光を照射された後に、前記半導体素子において前記ゲート電極にゲート電圧を印加すると共に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に所定の引出電圧を印加した状態で当該半導体素子における前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を流れるドレイン電流を測定し、この測定結果における前記ドレイン電流の値が変化する過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める半導体素子の特性変化量測定方法。
【請求項８】
前記半導体素子のドレイン電流−ゲート電圧特性を測定し、このドレイン電流−ゲート電圧特性においてドレイン電流が立ち上がるゲート電圧であるしきい値電圧を求める工程と、
印加されるゲート電圧を変えつつ、変化させたゲート電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子におけるドレイン電流を測定し、前記過渡応答が生じたゲート電圧の下限値を求める工程と、
前記しきい値電圧と前記過渡応答が生じたゲート電圧の下限値とから前記電気的特性の変化量を求める工程と、を備える請求項７に記載の半導体素子の特性変化量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子に光の照射や電圧の印加等のストレスが加えられることにより生じる電気的特性の変化量を測定する特性変化量測定装置及び特性変化量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トランジスタ等の半導体素子に光を照射し続けたりゲート電圧を印加し続けたりすること（即ち、半導体素子に光の照射や電圧の印加等によるストレスが加え続けられること）によって、ＩＶ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性：ゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化）においてしきい値電圧がシフトする等の半導体素子の電気的特性が変化することが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
半導体素子（例えば、トランジスタ）においてしきい値電圧がシフトすると、正常なＯＮ／ＯＦＦ制御ができなくなる場合があるため、当該半導体素子を用いた液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置における信頼性の低下を招く。このため、半導体素子の材料の開発やプロセスの最適化を行なう際に、前記ストレスによる半導体素子の電気的特性の変化量を正確に測定（推定）する必要があった。
【０００４】
この半導体素子における前記ストレスによって生じる半導体素子の劣化（即ち、電気的特性の変化）は、例えば、ＮＢＴＩ（Negative Bias Temperature Instability）試験によって測定（評価）されていた。
【０００５】
ＮＢＴＩ試験では、半導体素子にストレスを与える（例えば、所定のゲート電圧を所定時間印加する）工程と、ＩＶ特性を測定する工程とを交互に繰り返すことによって、半導体素子にストレスが加わることによって生じる電気的特性の変化（しきい値電圧のシフト量）を測定（評価）していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の測定方法では、電気的特性の変化量を精度よく測定するために、半導体素子へのストレスの付与と、半導体素子の電気的特性の測定とを交互に多数回繰り返す必要があり、このため、一つの半導体素子における電気的特性の変化量の測定には、例えば、１０００秒以上の時間が必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、半導体素子の電気的特性の変化量を短時間で測定することができる半導体素子の特性変化量測定装置、及び特性変化量測定方法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】
【０００９】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明の一態様に係る半導体素子の特性変化量測定装置は、半導体接合を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する装置であって、前記半導体素子に光を照射する光照射部と、前記半導体素子における前記半導体接合を挟んで一方側の部位に設けられた電極と他方側の部位に設けられた電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、前記半導体素子の接合容量を測定する接合容量測定部と、測定された接合容量の変化に基づいて前記半導体素子の電気的特性の変化量を求める演算部と、を備える。そして、前記演算部は、光を照射された後の前記半導体素子にバイアス電圧が印加された状態で当該半導体素子の接合容量が測定されたときに前記接合容量の値が変化する過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める。
【００１０】
また、本発明の他の態様に係る半導体素子の特性変化量測定方法は、半導体接合を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する方法であって、光が照射された後に、前記半導体素子の前記半導体接合を挟んで一方側の部位に設けられた電極と他方側の部位に設けられた電極との間にバイアス電圧を印加した状態で前記半導体素子の接合容量を測定し、この測定結果における前記接合容量の値が変化する過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める。
【００１１】
これらの構成によれば、半導体接合を有する半導体素子における光の照射による電気的特性の変化量（例えば、ＣＶ特性（バイアス電圧の変化に対する接合容量の変化）において半導体素子への光の照射によって接合容量が変化するバイアス電圧の範囲）を接合容量の過渡応答の有無によって検出することにより、短時間で測定することができる。
【００１２】
即ち、光の照射によって変化した接合容量は光の照射を停止することで元の値に戻るため、この接合容量の挙動を、バイアス電圧を変えつつ電圧値毎の光照射停止後の接合容量を測定することで過渡応答（接合容量の値の変化）として検出することにより、ＣＶ特性において光の照射によって接合容量が変化するバイアス電圧の範囲を精度よく検出することができる。そして、半導体素子への光照射後（光の照射を停止した後）に接合容量が時間の経過に伴って変化するか否かだけで過渡応答の有無が判断できるため、各電圧値での接合容量の測定時間を短くする（例えば、０．００１秒から１０秒程度にする）ことができ、その結果、半導体素子の電気的特性の変化量を短時間で測定することができる。
【００１３】
具体的に、過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて電気的特性の変化量を測定する装置では、前記演算部は、光を照射される前の前記半導体素子から得られる接合容量−バイアス電圧特性において接合容量が立ち上がるバイアス電圧であるしきい値電圧と、印加されるバイアス電圧を変えつつ、変化させたバイアス電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子の接合容量が測定されたときの前記過渡応答が生じたバイアス電圧のしきい値と、から前記電気的特性の変化量を求めてもよい。
【００１４】
また、具体的に、過渡応答が生じるバイアス電圧の範囲に基づいて電気的特性の変化量を測定する方法では、前記半導体素子の接合容量−バイアス電圧特性を測定し、この接合容量−バイアス電圧特性において接合容量が立ち上がるバイアス電圧であるしきい値電圧を求める工程と、印加されるバイアス電圧を変えつつ、変化させたバイアス電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子の接合容量を測定し、前記過渡応答が生じたバイアス電圧のしきい値を求める工程と、前記しきい値電圧と前記過渡応答が生じたバイアス電圧のしきい値とから前記電気的特性の変化量を求める工程と、を備えてもよい。
【００１５】
これらの構成によれば、光を照射する前の半導体素子から得られたＣＶ特性（接合容量−バイアス電圧特性）におけるしきい値電圧と、光を照射することによって過渡応答が生じるバイアス電圧の下限値とを検出すればよいため、即ち、バイアス電圧を予想されるしきい値電圧のシフト量よりも十分広く振った上で各電圧値での接合容量の過渡応答の有無を全て調べる必要がないため）、半導体素子の電気的特性の変化量をより短時間で測定することができる。
【００１６】
また、本発明の他の態様に係る半導体素子の特性変化量測定装置は、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する装置であって、前記半導体素子に光を照射する光照射部と、前記ゲート電極にゲート電圧を印加するゲート電圧印加部と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に引出電圧を印加する引出電圧印加部と、前記半導体素子における前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を流れるドレイン電流を測定するドレイン電流測定部と、測定されたドレイン電流の変化に基づいて前記半導体素子の電気的特性の変化量を求める演算部と、を備える。そして、前記演算部は、光を照射された後の前記半導体素子にゲート電圧が印加されると共に所定の引出電圧が印加された状態で当該半導体素子を流れるドレイン電流が測定されたときに前記ドレイン電流の値が変化する過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める。
【００１７】
また、本発明の他の態様に係る半導体素子の特性変化量測定方法は、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子の電気的特性の変化量を測定する方法であって、光を照射された後に、前記半導体素子において前記ゲート電極にゲート電圧を印加すると共に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に所定の引出電圧を印加した状態で当該半導体素子における前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を流れるドレイン電流を測定したときに前記ドレイン電流の値が変化する過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて前記電気的特性の変化量を求める。
【００１８】
これらの構成によれば、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子における光の照射による電気的特性の変化量（例えば、ＩＶ特性（ゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化）において光の照射によってドレイン電流が変化するゲート電圧の範囲）をドレイン電流の過渡応答の有無によって検出することにより、短時間で測定することができる。
【００１９】
即ち、光の照射によって変化したドレイン電流は光の照射を停止することで元の値に戻るため（リカバリ効果）、このドレイン電流の挙動を、ゲート電圧を変えつつ電圧値毎に光照射停止後のドレイン電流を測定することで過渡応答（ドレイン電流の値の変化）として検出することにより、ＩＶ特性において光の照射によってドレイン電流が変化するゲート電圧の範囲を精度よく且つ確実に検出することができる。そして、半導体素子への光照射後（光の照射を停止した後）にドレイン電流が時間の経過に伴って変化するか否かだけで過渡応答の有無が判断できるため、十分な光量の光を半導体素子へ照射したあとにドレイン電流を測定することで、各電圧値でのドレイン電流の測定時間を短くする（例えば、０．００１秒から１０秒程度にする）ことができ、その結果、半導体素子の電気的特性の変化量を短時間で測定することができる。
【００２０】
具体的に、過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて電気的特性の変化量を測定する装置では、前記演算部は、光を照射される前の前記半導体素子から得られるドレイン電流−ゲート電圧特性においてドイレン電流が立ち上がるゲート電圧であるしきい値電圧と、印加されるゲート電圧を変えつつ、変化させたゲート電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子におけるドレイン電流が測定されたときの前記過渡応答が生じたゲート電圧のしきい値と、から前記電気的特性の変化量を求めてもよい。
【００２１】
また、具体的に、過渡応答が生じるゲート電圧の範囲に基づいて電気的特性の変化量を測定する方法では、前記半導体素子のドレイン電流−ゲート電圧特性を測定し、このドレイン電流−ゲート電圧特性においてドレイン電流が立ち上がるゲート電圧であるしきい値電圧を求める工程と、印加されるゲート電圧を変えつつ、変化させたゲート電圧の電圧値毎に光が照射された後の前記半導体素子におけるドレイン電流を測定し、前記過渡応答が生じたゲート電圧のしきい値を求める工程と、前記しきい値電圧と前記過渡応答が生じたゲート電圧のしきい値とから前記電気的特性の変化量を求める工程と、を備えてもよい。
【００２２】
これらの構成によれば、光を照射する前の半導体素子から得られたＩＶ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性）におけるしきい値電圧と、光を照射することによって過渡応答が生じるゲート電圧の下限値とを検出すればよいため、即ち、ゲート電圧を予想されるしきい値電圧のシフト量よりも十分広く振った上で各電圧値でのドレイン電流の過渡応答の有無を全て調べる必要がないため、半導体素子の電気的特性の変化量をより短時間で測定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上より、本発明によれば、半導体素子の電気的特性の変化量を短時間で測定することができる半導体素子の特性変化量測定装置、及び特性変化量測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る半導体素子の特性変化量測定装置の概略構成図である。
【図２】前記特性変化量測定装置においてＭＯＳダイオードのしきい値電圧のシフト量を求めるときのフローを示す図である。
【図３】ＣＶ特性を示す図である。
【図４】第１実施形態における過渡応答を説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係る半導体素子の特性変化量測定装置の概略構成図である。
【図６】前記特性変化量測定装置においてＴＦＴのしきい値電圧のシフト量を求めるときのフローを示す図である。
【図７】第２実施形態における過渡応答を説明するための図である。
【図８】ＩＶ特性を示す図である。
【図９】他実施形態に係る半導体素子の電気的特性の変化量の求め方を説明するための図である。
【図１０】他実施形態に係る半導体素子の電気的特性の変化量の求め方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態について、図１を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体素子の特性変化量測定装置の概略構成図である。
【００２６】
本実施形態に係る半導体素子の特性変化量測定装置（以下、単に「測定装置」とも称する。）１０は、クライオスタット１２と、光照射部１４と、バイアス電圧印加部１６と、接合容量測定部１８と、制御装置２０と、を備え、ＭＯＳダイオード（半導体素子）５０に光を照射することによって生じる電気的特性の変化量（本実施形態では、ＣＶ特性におけるしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量）を測定する。ここで、ＣＶ特性（接合容量−バイアス電圧特性）とは、バイアス電圧ＶＢの変化に対する接合容量Ｃの変化である。また、しきい値電圧Ｖｔｈとは、各種定義があるが、本実施形態の例では、ＣＶ特性のグラフにおいて接合容量Ｃが立ち上がる位置のバイアス電圧ＶＢ（バイアス電圧ＶＢが変化したときに接合容量Ｃが変化し始める位置、より詳しくは、金属膜５２中に広がった空乏層が変化し始める電位である（図３のＶｔｈ参照）。尚、当該測定装置１０での測定においては、ＣＶカーブの平行移動量（シフト量）を正確に求めることができれば、具体的なしきい値電圧Ｖｔｈのとり方（定義の仕方）は限定されない。
【００２７】
測定装置１０の測定対象であるＭＯＳダイオード５０は、半導体層（半導体）５６と、半導体層５６上に設けられた絶縁層（絶縁体）５４と、絶縁層５４の上面に設けられた金属膜５２と、を備える。このＭＯＳダイオード５０は、電圧の変化によって接合容量を生じる構造である半導体接合を有する。ＭＯＳダイオード５０において、絶縁層５４を挟んで金属膜５２側の端部と半導体層５６側の端部とには、それぞれ電極５１が設けられている。このＭＯＳダイオード５０では、金属膜５２として、Ｍｏ（モリブデン）やＴｉ（チタン）等の高融点金属が用いられる。また、絶縁層５４としては、ＳｉＯ２等が用いられるが、ＳｉＯ２とＳｉＮとが積層されたものが用いられてもよい。また、半導体層５６としては、任意の半導体でよく、例えば、酸化物半導体が用いられるが、Ｓｎ（スズ）を用いたもの等でもよい。尚、半導体５６としては、酸化物半導体のなかでも、特に、インジウム、ガリウム、亜鉛、及び酸素からなるアモルファス酸化物半導体（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ：ＩＧＺＯ）が非常に高いキャリア移動度を有するため好ましい。
【００２８】
クライオスタット１２は、ＭＯＳダイオード５０への不純物の付着を防ぐと共にＭＯＳダイオード５０を所定の温度に保つためにその内部にＭＯＳダイオード５０を収容可能な容器である。クライオスタット１２は、制御装置２０に接続され、制御装置２０からの温度制御信号に基づいて内部の温度を調整する。このクライオスタット１２には、レーザ（光）照射用の窓１３が設けられている。本実施形態のクライオスタット１２は、ＭＯＳダイオード５０を、例えば、３３３Ｋに保つ。尚、この温度は任意であるが、一般的なストレス試験に用いられる温度が望ましい。
【００２９】
光照射部１４は、窓１３を通じてクライオスタット１２内に収容（配置）されたＭＯＳダイオード５０に光を照射する。この光照射部１４は、紫外線等のレーザや紫外線又は白色のＬＥＤ等の光源を有し、例えば、ＭＯＳダイオード５０のバンドギャップ以上の波長の光を含む光を出力する。尚、光照射部１４は、ＭＯＳダイオード５０を構成する酸化物半導体に含まれる欠陥準位に相当するエネルギー以上の光を出力できればよい。本実施形態の光照射部１４は、３７１ｎｍのレーザ光を出力する。
【００３０】
バイアス電圧印加部１６は、ＭＯＳダイオード５０の両電極５１、５１間にバイアス電圧ＶＢを印加する。このバイアス電圧印加部１６は、制御装置２０に接続され、制御装置２０からの指示信号によってバイアス電圧ＶＢ（電圧値）を変更可能に構成される。
【００３１】
接合容量測定部１８は、ＭＯＳダイオード５０の接合容量を測定する。本実施形態の接合容量測定部１８は、例えば、半導体素子の接合容量Ｃを測定可能な、いわゆる容量計である。この接合容量測定部１８は、制御装置２０に接続され、測定結果に応じた容量信号を出力する。
【００３２】
制御装置２０は、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子、及びその周辺回路を備えたマイクロコンピュータ等によって構成される。この制御装置２０は、例えば、ＭＯＳダイオード５０への光の照射の停止（終了）後にバイアス電圧ＶＢを印加した状態でＭＯＳダイオード５０の接合容量Ｃを測定することによってＭＯＳダイオード５０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を導出可能な電気的特性の変化量測定プログラムの実行によって、機能的に、演算制御部（演算部）２２を備える。また、制御装置２０は、測定結果や各種情報等を表示可能な表示部（出力部）２４を有する。
【００３３】
演算制御部２２は、光の照射を停止された後（即ち、光を照射された後）のＭＯＳダイオード５０にバイアス電圧ＶＢが印加された状態で接合容量Ｃが測定されたときに、過渡応答（測定された接合容量Ｃが時間の経過に伴って変化する状態）が生じるバイアス電圧ＶＢの範囲に基づいてしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を求める。例えば、演算制御部２２は、光照射部１４、バイアス電圧印加部１６、及び接合容量測定部１８を制御し、バイアス電圧印加部１６がＭＯＳダイオード５０に印加するバイアス電圧ＶＢと接合容量測定部１８によって測定されたＭＯＳダイオード５０の接合容量Ｃとから、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を求める。そして、演算制御部２２は、求めたしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を表示部２４に出力して表示させる。尚、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を測定するときの演算制御部２２の動作（制御及び演算）についての詳細は、以下の測定装置１０によるＭＯＳダイオード５０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量の測定の説明において述べる。
【００３４】
以上のような測定装置１０では、以下のようにしてＭＯＳダイオード５０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を測定する。図２は、測定装置においてＭＯＳダイオードのしきい値電圧のシフト量を求めるときのフローを示す図であり、図３は、ＣＶ特性を示す図であり、図４は、第１実施形態における過渡応答を説明するための図である。
【００３５】
測定対象のＭＯＳダイオード５０がクライオスタット１２内に配置され（ステップＳ１）、制御装置２０が温度制御信号を出力してクライオスタット１２内の温度を３３３Ｋに制御する。
【００３６】
クライオスタット１２内の温度が３３３Ｋになると、演算制御部２２は、ＭＯＳダイオード５０に印加されるバイアス電圧ＶＢをスイープ（走査）させつつ接合容量Ｃを測定し、これにより得られたＣＶ特性からしきい値電圧Ｖｔｈ（本実施形態では、例えば、６Ｖ）を求める（ステップＳ２）。
【００３７】
しきい値電圧Ｖｔｈが求められると、演算制御部２２は、ＭＯＳダイオード５０に、所定時間、光（本実施形態では３７１ｎｍのレーザ光）を照射し（ステップＳ３）、光の照射停止後、所定のバイアス電圧ＶＢ１を印加しつつ接合容量Ｃを所定時間（本実施形態では、０．００１秒から１０秒程度の範囲内における所定時間）測定する（ステップＳ４）。このときＭＯＳダイオード５０に印加されるバイアス電圧ＶＢ１は、予測されるＭＯＳダイオード５０でのしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量よりもマイナス側に十分大きく変化させた電圧値ＶＢ１（本実施形態では、例えば、−１Ｖ）である。
【００３８】
演算制御部２２は、ステップＳ４において接合容量Ｃを所定時間測定したときに、図４（Ａ）に示されるように、過渡応答が生じていなければ、即ち、接合容量Ｃが略一定であれば（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ３と同様に、ＭＯＳダイオード５０に所定時間光を照射し（ステップＳ６）、光の照射停止後、電圧値をＶＢ１から所定の電圧値だけ上げたバイアス電圧ＶＢ２を印加しつつ接合容量Ｃを所定時間測定する（ステップＳ７）。本実施形態では、電圧値をＶＢ１（−１Ｖ）から１Ｖ上げた電圧値ＶＢ２（０Ｖ）を印加する。
【００３９】
ここで、本実施形態における過渡応答とは、接合容量Ｃを測定したときに、図４（Ｂ）に示されるように、時間ｔの経過に伴って接合容量Ｃが変化（変動）する状態をいう。この過渡応答は、光の照射によって変化したＭＯＳダイオード（半導体素子）５０の接合容量Ｃが光の照射を停止することで元の値に戻る特性（リカバリ効果）に起因して生じる。詳しくは、次の通りである。図３に示されるように、光の照射によって、ＭＯＳダイオード５０（半導体素子）のしきい値電圧がＶｔｈからＶＢｎにシフトする。そして、光の照射を停止すると、リカバリ効果によってしきい値電圧がＶＢｎからＶｔｈに戻る。このとき、ＶＢｎとＶｔｈとの間の電圧値であるＶａのバイアス電圧を印加した状態で接合容量Ｃを測定すると、しきい値電圧がＶＢｎからＶｔｈに戻るときに接合容量もＣ２からＣ１まで変化する（図３の矢印Ａ参照）。本実施形態では、この変化を過渡応答とする。
【００４０】
演算制御部２２は、ステップＳ６において接合容量Ｃを所定時間測定したときに過渡応答が生じていなければ（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ６に戻り、接合容量Ｃの測定結果に過渡応答が現れるまで、ステップＳ６〜Ｓ８を繰り返す。
【００４１】
接合容量Ｃの測定結果に過渡応答が現れると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、演算制御部２２は、ステップＳ２で求めたしきい値電圧Ｖｔｈと、この過渡応答が最初に現れた（生じた）バイアス電圧ＶＢｎとから、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求める（ステップＳ９）。具体的に、演算制御部２２は、最初に求めたしきい値電圧Ｖｔｈと、前記過渡応答が最初に現れたバイアス電圧ＶＢｎと、の差を求め、この差の値をしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（｜Ｖｔｈ−ＶＢｎ｜）とする。
【００４２】
このように、バイアス電圧ＶＢを所定の電圧値（本実施形態では、例えば、１Ｖ）だけ上げながら、電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、…ＶＢｎ毎に接合容量Ｃを所定時間測定し、最初に過渡応答が生じたバイアス電圧（過渡応答が生じるバイアス電圧のしきい値又は下限値）ＶＢｎと、しきい値電圧Ｖｔｈとからしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求めることで、前記最初に過渡応答が生じたバイアス電圧ＶＢｎより大きな電圧値ＶＢｎ+１、ＶＢｎ+２、…での接合容量Ｃの測定を行なわずにしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求めることができるため、当該測定装置１０における電気的特性の変化量の測定時間を短くすることができる。即ち、図３に示されるように、光の照射を停止した後、リカバリ効果によって接合容量Ｃが時間とともに元に戻るバイアス電圧ＶＢの範囲を、過渡応答（接合容量Ｃの変化）が生じるバイアス電圧ＶＢの範囲として検出することができるが、この過渡応答の生じるバイアス電圧ＶＢの範囲を全て検出するのではなく、過渡応答の生じるバイアス電圧の下限値（しきい値）ＶＢｎのみを検出すればよいため、当該測定装置１０では電気的特性の変化量の測定時間を短くすることができる。
【００４３】
一方、ステップＳ５において、過渡応答が生じていれば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、演算制御部２２は、ＭＯＳダイオード５０に光を所定時間照射し、光の照射を停止した後、ステップＳ４において印加したバイアス電圧よりも所定の値（例えば、３Ｖ）だけマイナス側に振った電圧値のバイアス電圧ＶＢを印加しつつ接合容量Ｃの測定を行ない（ステップＳ１０）、過渡応答が生じているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００４４】
以上の測定装置１０によれば、半導体接合を有するＭＯＳダイオード５０における光の照射による電気的特性の変化量（ＣＶ特性において、光の照射によってシフトするしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量）を接合容量Ｃの過渡応答の有無によって検出することにより、短時間で且つ精度よく測定することができる。
【００４５】
即ち、光の照射によって変化した接合容量Ｃは、光の照射を停止することで元の値に戻るため（リカバリ効果により）、この接合容量Ｃの挙動を、バイアス電圧ＶＢを変えつつ電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、…、ＶＢｎ毎の光照射停止後の接合容量Ｃを測定することで過渡応答（接合容量Ｃの値の変化）として検出することにより、ＣＶ特性において光の照射によって接合容量Ｃが変化するバイアス電圧ＶＢの範囲を精度よく検出することができる。しかも、ＭＯＳダイオード５０への光照射後（光の照射を停止した後）に接合容量Ｃが時間の経過に伴って変化するか否かだけで過渡応答の有無が判断できるため、各電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、…、ＶＢｎでの接合容量Ｃの測定時間を短くする（例えば、０．００１秒から１０秒程度にする）ことができ、その結果、ＭＯＳダイオード５０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を短時間で測定することができる。
【００４６】
しかも、本実施形態の測定装置１０では、光を照射する前の半導体素子から得られたＣＶ特性におけるしきい値電圧Ｖｔｈと、光を照射することによって過渡応答が生じるバイアス電圧の下限値ＶＢｎとを検出すればよいため（即ち、バイアス電圧ＶＢを予想されるしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量よりも十分広く振った上で各電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、…、ＶＢｎ、…での接合容量Ｃの過渡応答の有無を全て調べる必要がないため）、ＭＯＳダイオード５０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）をより短時間で測定することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照しつつ説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。ここで、図５は、第２実施形態に係る半導体素子の特性変化量測定装置の概略構成図である。
【００４８】
測定装置１１０は、クライオスタット１２と、光照射部１４と、ゲート電圧印加部３０と、引出電圧印加部３２と、ドレイン電流測定部３４と、制御装置２０と、を備え、薄膜トランジスタ（半導体素子）６０に光を照射することによって生じる電気的特性の変化量（本実施形態では、ＩＶ特性におけるしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量）を測定する。ここで、ＩＶ特性（ドレイン電流−ゲート電圧特性）とは、ゲート電圧ＶＧの変化に対するドレイン電流Ｉの変化である。また、しきい値電圧Ｖｔｈは、各種定義があるが、本実施形態の例では、簡単のために、ＩＶ特性のグラフにおいてドレイン電流Ｉが立ち上がる位置のゲート電圧ＶＧ（ゲート電圧ＶＧが変化したときにドレイン電流Ｉが変化し始める位置、より詳しくは、ＴＦＴ６０において、チャネルの形成がはじまるゲート電圧ＶＧとする（図７のＶｔｈ参照）。
【００４９】
測定装置１１０の測定対象である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６０は、ガラス基板６１と、ガラス基板６１上にされたゲート電極６２と、ゲート電極６２を覆うゲート絶縁膜６３と、ゲート絶縁膜６３上に形成される酸化物半導体層６４と、酸化物半導体層６４上に間隔を空けて設けられる一対のオーミック電極（ソース電極６５及びドレイン電極６６）と、酸化物半導体層６４の露出部分を覆う保護膜（絶縁膜）６７と、を備える。
【００５０】
ゲート電極６２、ソース電極６５、及びドレイン電極６６は、例えば、高融点材料のＭｏやＴｉ、電気抵抗率の低いＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）の金属、又はこれらの合金等によって形成されている。ゲート絶縁膜６３及び保護膜６７としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等が用いられる。また、ゲート絶縁膜６３及び保護膜６７は、Ａｌ２Ｏ３やＹ２Ｏ３等の酸化物や、これらを積層したものでもよい。酸化物半導体層６４は、例えば、ＩＧＺＯによって形成されている。
【００５１】
ゲート電圧印加部３０は、ゲート電極６２にゲート電圧ＶＧを印加する。このゲート電圧印加部３０は、制御装置２０に接続され、制御装置２０からの指示信号によってゲート電圧（電圧値）を変更可能に構成される。
【００５２】
引出電圧印加部３２は、ソース電極６５とドレイン電極６６との間に引出電圧ＶＤを印加する。この引出電圧印加部３２は、制御装置２０に接続され、制御装置２０からの指示信号によって引出電圧（電圧値）を変更可能に構成される。
【００５３】
ドレイン電流測定部３４は、ＴＦＴ６０におけるソース電極６５とドレイン電極６６との間を流れるドレイン電流Ｉを測定する。本実施形態のドレイン電流測定部３４は、例えば、いわゆる電流計である。このドレイン電流測定部３４は、制御装置２０に接続され、測定結果に応じた電流値信号を出力する。
【００５４】
制御装置２０は、例えば、ＴＦＴ６０への光の照射の停止（終了）後にゲート電圧ＶＧと引出電圧ＶＤとを印加した状態でドレイン電流Ｉを測定することによってＴＦＴ６０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を導出可能な電気的特性の変化量測定プログラムの実行によって、機能的に、演算制御部（演算部）２６を備える。
【００５５】
演算制御部２６は、光の照射を停止した後（即ち、光を照射された後）のＴＦＴ６０にゲート電圧ＶＧが印加されると共に所定の引出電圧ＶＤが印加された状態でドレイン電流Ｉが測定されたときに過渡応答（測定されたドレイン電流Ｉが時間ｔの経過に伴って変可する状態）が生じるゲート電圧ＶＧの範囲に基づいてしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を求める。例えば、演算制御部２６は、光照射部１４、ゲート電圧印加部３０、引出電圧印加部３２、及びドレイン電流測定部３４を制御し、ゲート電圧印加部３０がゲート電極６２に印加するゲート電圧ＶＧと、引出電圧印加部３２がソース電極６５及びドレイン電極６６間に印加する引出電圧ＶＤと、ドレイン電流測定部３４によって測定されたドレイン電流Ｉとから、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を求める。そして、演算制御部２６は、求めたしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を表示部２４に出力して表示させる。尚、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を測定するときの演算制御部２６の動作（制御及び演算）についての詳細は、以下の測定装置１１０によるＴＦＴ６０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量の測定の説明において述べる。
【００５６】
以上のような測定装置１１０では、以下のようにしてＴＦＴ６０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を測定する。図６は、測定装置においてＴＦＴのしきい値電圧のシフト量を求めるときのフローを示す図であり、図７は、ＩＶ特性を示す図であり、図８は、第２実施形態における過渡応答を説明するための図である。
【００５７】
測定対象のＴＦＴ６０がクライオスタット１２内に配置され（ステップＳ１１）、制御装置２０が温度制御信号を出力してクライオスタット１２内の温度を３３３Ｋにする。
【００５８】
クライオスタット１２内の温度が３３３Ｋになると、演算制御部２６は、ソース電極６５とドレイン電極６６との間に所定の引出電圧ＶＤ（本実施形態では、例えば、１０Ｖ）を印加した状態で、ゲート電極６２に印加されるゲート電圧ＶＧをスイープさせつつドレイン電流Ｉを測定し、これにより得られたＩＶ特性からしきい値電圧Ｖｔｈ（本実施形態では、例えば、０Ｖ）を求める（ステップＳ１２）。
【００５９】
しきい値電圧Ｖｔｈが求められると、演算制御部２６は、ＴＦＴ６０に、所定時間、光（本実施形態では３７１ｎｍのレーザ光）を照射し（ステップＳ１３）、光の照射停止後、前記所定の引出電圧ＶＤ（１０Ｖ）を印加したまま、所定のゲート電圧ＶＧ１を印加しつつドレイン電流Ｉを所定時間（本実施形態では、０．００１秒から１０秒程度の範囲内における所定時間）測定する（ステップＳ１４）。このときゲート電極６２に印加されるゲート電圧ＶＧは、予測されるＴＦＴ６０でのしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量よりもマイナス側に十分大きく変化させた電圧値ＶＧ１（本実施形態では、例えば、−５Ｖ）である。
【００６０】
尚、光がＴＦＴに照射されている最中のゲート電圧ＶＧは任意である。例えば、光がＴＦＴに照射されている最中のゲート電圧ＶＧを大きなマイナスの電圧値とすることで、光照射時のＴＦＴに加わるマイナス電圧ストレスを見積もることが可能になる。
【００６１】
演算制御部２６は、ステップＳ１４においてドレイン電流Ｉを所定時間測定したときに、図８（Ａ）に示されるように、過渡応答が生じていなければ、即ち、ドレイン電流Ｉが略一定であれば（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１３と同様に、ＴＦＴ６０に所定時間光を照射し（ステップＳ１６）、光の照射停止後、電圧値をＶＧ１から所定の電圧値だけ上げたゲート電圧ＶＧ２を印加しつつドレイン電流Ｉを所定時間測定する（ステップＳ１７）。このとき、引出電圧ＶＤは、１０Ｖのままである。本実施形態では、電圧値をＶＧ１（−５Ｖ）から１Ｖ上げた電圧値ＶＧ２（−４Ｖ）を印加する。尚、図８（Ａ）における１０−３〜１０−１秒の間の電流値Ｉの乱れは、ノイズである。
【００６２】
ここで、本実施形態における過渡応答とは、ドレイン電流Ｉを測定したときに、図９（Ｂ）に示されるように、時間の経過に伴ってドレイン電流Ｉが変化（変動）する状態をいう。この過渡応答は、光の照射によって変化したＴＦＴ（半導体素子）６０のドレイン電流Ｉが光の照射を停止することで元の値に戻る特性（リカバリ効果）に起因して生じる。詳しくは、次の通りである。図７に示されるように、光の照射によって、ＴＦＴ６０（半導体素子）のしきい値電圧がＶｔｈからＶＧｎにシフトする。そして、光の照射を停止すると、リカバリ効果によってしきい値電圧がＶＧｎからＶｔｈに戻る。このとき、ＶＧｎとＶｔｈとの間の電圧値であるＶｂのゲート電圧を印加した状態でドレイン電流Ｉの測定が行なわれると、しきい値電圧がＶＧｎからＶｔｈに戻るときにドレイン電流もＩ２からＩ１まで変化する（図７の矢印Ｂ参照）。本実施形態では、この変化を過渡応答とする。
【００６３】
演算制御部２６は、ステップＳ１６においてドレイン電流Ｉを所定時間測定したときに過渡応答が生じていなければ（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１６に戻り、ドレイン電流Ｉの測定結果に過渡応答が現れるまで、ステップＳ１６〜Ｓ１８を繰り返す。
【００６４】
ドレイン電流Ｉの測定結果に過渡応答が現れると（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、演算制御部２６は、ステップＳ１２で求めたしきい値電圧Ｖｔｈと、この過渡応答が最初に現れた（生じた）ゲート電圧ＶＧｎと、からしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求める（ステップＳ１９）。具体的に、演算制御部２６は、最初に求めたしきい値電圧Ｖｔｈと、前記過渡応答が最初に現れたゲート電圧ＶＧｎと、の差を求め、この差の値をしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（｜Ｖｔｈ−ＶＧｎ｜）とする。
【００６５】
このように、ゲート電圧ＶＧを所定の電圧値（本実施形態では１Ｖ）だけ上げながら、電圧値ＶＧ１、ＶＧ２、…ＶＧｎ毎にドレイン電流Ｉを所定時間測定し、最初に過渡応答が生じたゲート電圧（過渡応答が生じるゲート電圧のしきい値又は下限値）ＶＧｎと、しきい値電圧Ｖｔｈとからしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求めることで、前記最初に過渡応答が生じたゲート電圧ＶＧｎより大きな電圧値ＶＧｎ+１、ＶＧｎ+２、…でのドレイン電流Ｉの測定を行なわずにしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求めることができるため、当該測定装置１１０における電気的特性の変化量の測定時間を短くすることができる。即ち、図７に示されるように、光の照射を停止した後、リカバリ効果によってドレイン電流Ｉが時間とともに元に戻るゲート電圧ＶＧの範囲を、過渡応答（ドレイン電流Ｉの変化）が生じるゲート電圧ＶＧの範囲として検出することができるが、この過渡応答の生じるゲート電圧ＶＧの範囲を全て検出するのではなく、過渡応答の生じるゲート電圧の下限値（しきい値）ＶＢｎのみを検出すればよいため、当該測定装置１１０では電気的特性の変化量の測定時間を短くすることができる。
【００６６】
一方、ステップＳ１５において、過渡応答が生じていれば（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、演算制御部２６は、ＴＦＴ６０に光を所定時間照射し、光の照射を停止した後、ステップＳ１４において印加したゲート電圧ＶＧ１よりも所定の値（例えば、３Ｖ）だけマイナス側に振った電圧値のゲート電圧ＶＧを印加しつつドレイン電流Ｉの測定を行ない（ステップＳ２０）、過渡応答が生じているか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００６７】
以上の測定装置１１０によれば、ゲート電極６２、ソース電極６５及びドレイン電極６６を有するＴＦＴ６０における光の照射による電気的特性の変化量（例えば、ＩＶ特性において光の照射によってドレイン電流Ｉが変化するゲート電圧ＶＧの範囲）をドレイン電流Ｉの過渡応答の有無によって検出することにより、短時間で且つ精度よく測定することができる。
【００６８】
即ち、光の照射によって変化したドレイン電流Ｉは光の照射を停止することで元の値に戻るため（リカバリ効果）、このドレイン電流Ｉの挙動を、ゲート電圧ＶＧを変えつつ電圧値ＶＧ１、ＶＧ２、…、ＶＧｎ毎に光照射停止後のドレイン電流Ｉを測定することで過渡応答（ドレイン電流Ｉの値の変化）として検出することにより、ＩＶ特性において光の照射によってドレイン電流Ｉが変化するゲート電圧ＶＧの範囲を精度よく且つ確実に検出することができる。しかも、ＴＦＴ６０への光照射後（光の照射を停止した後）にドレイン電流Ｉが時間の経過に伴って変化するか否かだけで過渡応答の有無が判断できるため、各電圧値ＶＧ１、ＶＧ２、…、ＶＧｎでのドレイン電流Ｉの測定時間を短くする（例えば、０．００１秒から１０秒程度にする）ことができ、その結果、ＴＦＴ６０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）を短時間で測定することができる。
【００６９】
しかも、本実施形態の測定装置１１０では、光を照射する前の半導体素子から得られたＩＶ特性におけるしきい値電圧Ｖｔｈと、光を照射することによって過渡応答が生じるゲート電圧の下限値ＶＧｎとを検出すればよいため（即ち、ゲート電圧ＶＧを予想されるしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量よりも十分広く振った上で各電圧値ＶＧ１、ＶＧ２、…、ＶＧｎでのドレイン電流Ｉの過渡応答の有無を全て調べる必要がないため）、ＴＦＴ６０のしきい値電圧Ｖｔｈのシフト量（電気的特性の変化量）をより短時間で測定することができる。
【００７０】
尚、本発明の半導体素子の特性変化量測定装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７１】
電気的特性の変化量（上記第１及び第２実施形態では、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量）の具体的な求め方は限定されない。上記第１及び第２実施形態では、光の照射前の半導体素子５０（又は６０）のＣＶ特性（又はＩＶ特性）におけるしきい値電圧Ｖｔｈと、過渡応答が生じるバイアス電圧ＶＢ（又はゲート電圧ＶＧ）の最小値とから、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量を求めているが、この方法に限定されず、過渡応答が生じているバイアス電圧ＶＢ（又はゲート電圧ＶＧ）の範囲に基づいて半導体素子の電気的特性の変化量が求められれば、他の方法でもよい。例えば、以下の例のように求められてもよい。
【００７２】
先ず、光の照射前の半導体素子のＣＶ特性を測定し、得られたＣＶ特性から、図９においてγで示すＣＶ特性の変化の幅を求める。次に、バイアス電圧ＶＢを前記変化の幅γが十分に含まれる範囲ＶＢ１〜ＶＢｍ（図９に示す例では、−１Ｖ〜１１Ｖの範囲）で広く振ると共に、振ったバイアス電圧の電圧値ＶＢ１、ＶＢ２、…、ＶＢｍ毎に、光照射後の半導体素子の接合容量Ｃを所定時間測定する。得られた各接合容量Ｃを１次のサイン波を用いたフーリエ変換を行なうことで、変極点（時定数）の見積もりを行なう。その結果を図１０に示す。この結果において、過渡応答は、バイアス電圧ＶＢの電圧値が時間の経過に伴って変化する状態である。即ち、図１０に示す例では、バイアス電圧ＶＢが３Ｖ〜１０Ｖの範囲において過渡応答が現れて（生じて）いる。
【００７３】
これらの測定結果において、過渡応答が生じるバイアス電圧ＶＢの最小値αが３Ｖ、最大値βが１０Ｖ、光照射前の半導体素子におけるＣＶ特性の変化の幅γが４Ｖである。ここで、しきい値電圧のシフト量は、図９より｜α−β＋γ｜の式で得られることが分かる。この式に上記の各値α、β、γをそれぞれ代入することで、しきい値電圧Ｖｔｈのシフト量が３Ｖ（具体的には、｜３−１０＋４｜＝３Ｖ）であることが求められる。
【００７４】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１１０  半導体素子の特性変化量測定装置
１４   光照射部
１６   バイアス電圧印加部
１８   接合容量測定部
２０   制御装置
２２、２６    演算制御部（演算部）
３０   ゲート電圧印加部
３２   引出電圧印加部
３４   ドレイン電流測定部
５０   ＭＯＳダイオード（半導体素子）
５１   電極
６０   ＴＦＴ（半導体素子）
６２   ゲート電極
６５   ソース電極
６６   ドレイン電極
Ｃ     接合容量
Ｉ     ドレイン電流
ＶＢ   バイアス電圧
ＶＢｎ 過渡応答が生じるバイアス電圧の下限値
ＶＤ   引出電圧
ＶＧ   ゲート電圧
ＶＧｎ 過渡応答が生じるゲート電圧の下限値
Ｖｔｈ しきい値電圧
【図１】
2014052207.tif 000003
【図２】
2014052207.tif 000004
【図３】
2014052207.tif 000005
【図４】
2014052207.tif 000006
【図５】
2014052207.tif 000007
【図６】
2014052207.tif 000008
【図７】
2014052207.tif 000009
【図８】
2014052207.tif 000010
【図９】
2014052207.tif 000011
【図１０】
2014052207.tif 000012