(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＳ構造中のシリコン窒化物絶縁層の誘電率を測定する測定方法であって、
前記ＭＩＳ構造は、
第１層金属層と、
前記第１層金属層の上に形成されたシリコン窒化物絶縁層と、
前記シリコン窒化物絶縁層の上に形成された半導体アモルファスシリコン層と、
前記半導体アモルファスシリコン層の表層にオーム接触層として形成されたｎ＋層と、
前記ｎ＋層の上に形成された第２金属層と、を有しており、
さらに、前記第１層金属層および前記第２金属層にはそれぞれ試験針を接触させる第１試験用パッドおよび第２試験用パッドが付設され、
当該測定方法は、
前記ＭＩＳ構造の最大電気容量値Ｃｍａｘを測定する最大電気容量値測定工程と、
前記ＭＩＳ構造の前記シリコン窒化物絶縁層の膜厚ｄｉを測定する膜厚測定工程と、
前記最大電気容量値測定工程で得られた前記前記ＭＩＳ構造の最大電気容量値Ｃｍａｘと前記膜厚測定工程で得られた前記シリコン窒化物絶縁層の膜厚ｄｉとに基づいて前記シリコン窒化物絶縁層の誘電率εｉを算出する誘電率算出工程と、を備え、
最大電気容量値測定工程は、
前記第１試験用パッドおよび前記第２試験用パッドに対し、第１電圧からスタートして第２電圧まで徐々に高くなる高周波電圧信号を印加しながら容量値と電圧の関係を示すコンデンサ−電圧特性曲線を得る工程であって、
前記高周波電圧信号を前記第１電圧からスタートして第１の上昇速度で上昇させながら前記ＭＩＳ構造の容量値と電圧の関係を示すコンデンサ−電圧特性曲線を得たときに、定常状態のコンデンサ−電圧特性曲線が得られた場合には、このコンデンサ−電圧特性曲線のなかの最大電気容量値Ｃｍａｘを確定し、
定常状態のコンデンサ−電圧特性曲線ではなく、空乏状態のコンデンサ−電圧特性曲線が得られた場合には、前記第１の上昇速度よりも遅い第２の上昇速度で前記高周波電圧信号の電圧を上昇させながら前記ＭＩＳ構造の容量値と電圧の関係を示すコンデンサ−電圧特性曲線を得て、定常状態のコンデンサ−電圧特性曲線が得られるまで前記上昇速度を下げていき、定常状態のコンデンサ−電圧特性曲線が得られたら、そのコンデンサ−電圧特性曲線のなかの最大電気容量値Ｃｍａｘを確定し、
前記誘電率算出工程は、
εｉ＝（Ｃｍａｘ×ｄｉ）／（Ａ×ε０）
によって前記シリコン窒化物絶縁層の誘電率εｉを算出する
ことを特徴とするＭＩＳ構造中のシリコン窒化物絶縁層の誘電率を測定する測定方法。
ここで、Ａは平面視したときに前記第１層金属層と前記第２金属層とが重なり合った面積であり、ε０は真空誘電率である。
【請求項２】
請求項１に記載のＴＦＴにおけるＭＩＳ構造中のシリコン窒化物絶縁層の誘電率を測定する測定方法において、
前記前記高周波電圧信号の周波数は１ＭＨｚであり、
前記第１電圧は−２０Ｖであり、前記第２電圧は＋２０Ｖであり、
前記第１の上昇速度は１００ｍＶ／ｓｅｃであり、前記第２の上昇速度は５０ｍＶ／ｓｅｃである
ことを特徴とするＭＩＳ構造中のシリコン窒化物絶縁層の誘電率を測定する測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１４年１０月２４日に提出した申請番号ＣＮ２０１４１０５７９３１３．７・発明名称「ＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法及び制御システム」の先願優先権を要求し、前記先願の内容は引用の方法で本文中に合併される。
【０００２】
本発明は、液晶表示の技術分野に関し、特に、ＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、表示装置の薄型化の流れに伴い、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ，略称ＬＣＤ）は、携帯電話、ノートパソコン、カラーテレビ等の各種電気製品に幅広く使用されている。
【０００４】
ＴＦＴ−ＬＣＤの製造工程は、加工の順番に基づいて、アレイ工程、セル工程、モジュール工程に分けられ、そのうち、アレイ工程は半導体工程に似ており、カラス基板に規則正しくＴＦＴ装置、画素等のパターンを製造する過程である。
【０００５】
半導体工程と異なる点として、ＴＦＴの製造過程において、金属−絶縁体−半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，略称ＭＩＳ）の構造は、Ｓｉ基板に生成された性質の良いＳｉＯ２を直接酸化するのではなく、基本的にプラズマ強化化学蒸着（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ，略称ＰＥＣＶＤ）を採用して生成されたシリコン窒化物をグリッド電極とし、絶縁層を形成する。よって、シリコン窒化物の性質は、ＴＦＴの特徴に大きな影響を及ぼす。
【０００６】
しかしながら、本領域において、ＴＦＴ中のＭＩＳ構造設計を制御し、ＴＦＴ中のＭＩＳ構造を確定するための効果的な方法がないため、何らかの方法で上述の問題を早急に解決する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＭＩＳ構造を設計する時、効果的に必要なＭＩＳ構造を取得できるＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法を提供することを目的とする。さらに、ＴＦＴ中のＭＩＳ構造設計の制御システム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】
【０００８】
（１）本発明が提供するＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法は、設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する手順と、前記シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における設定値に達するかどうかを判断し、そのうち、達しないと判断されると、前記ＭＩＳ構造のパラメータを調整して、調整後のＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率が前記ＴＦＴ製造過程における設定値に達するようにする手順と、からなる。
【０００９】
（２）本発明の項目（１）の好ましい実施方法において、設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する手順は、さらに高周波コンデンサ電圧試験によって前記ＭＩＳ構造に関するコンデンサ電圧特性曲線を取得する手順と、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値を検出する手順と、前記ＭＩＳ構造のコンデンサ電圧特性曲線中の最大電気容量値と前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的膜厚数値に基づいて、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する手順と、からなる。
【００１０】
（３）本発明の項目（１）または項目（２）の好ましい実施方法において、演算式、
【数１】
0006502490.tif 000002
を利用してＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的誘電率 を取得する。
【００１１】
式中の、Ｃmaxは、ＭＩＳ構造の最大電気容量値を表し，diは、ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的の膜厚数値を表す。Ａは電極面積を表し、ε0は真空誘電率を表す。
【００１２】
（４）本発明の項目（１）から項目（３）の中の任意の１つの項目の好ましい実施方法における、高周波コンデンサ電圧試験によって前記ＭＩＳ構造に関するコンデンサ電圧特性曲線を取得する手順において、さらに、前記ＭＩＳ構造に高周波電圧信号を印加するとともに、高周波電圧信号の電圧間隔を設定に基づいて第１電圧から第２電圧に調整し、各間隔のコンデンサ−電圧値を取得し、各間隔のコンデンサ−電圧値を描写して前記ＭＩＳ構造のコンデンサ電圧特性曲線にする。
【００１３】
（５）本発明に基づいて、さらに、計算装置と、判断装置と、からなるＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御システムを提供する。前記計算装置は、設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。前記判断装置は、前記シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における設定値に達するかどうかを判断する。そのうち、達しないと判断されると、前記ＭＩＳ構造のパラメータを調整して、調整後のＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率が前記ＴＦＴ製造過程における設定値に達するようにする。
【００１４】
（６）本発明の項目（５）の好ましい実施方法において、前記計算裝置は、さらに高周波コンデンサ−電圧特性試験装置と、膜厚測定器と、計算機と、からなる。前記高周波コンデンサ−電圧特性試験装置は、高周波コンデンサ電圧試験によって前記ＭＩＳ構造に関するコンデンサ電圧特性曲線を取得する。前記膜厚測定器は、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値を検出する。前記計算機は、前記ＭＩＳ構造のコンデンサ電圧特性曲線中の最大電気容量値と前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値に基づいて、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００１５】
（７）本発明の項目（５）または項目（６）の好ましい実施方法において、前記計算機は、演算式、
【数２】
0006502490.tif 000003
を利用して前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率εｉを取得する。：
【００１６】
式中の、Ｃmaxは、ＭＩＳ構造の最大電気容量値を表し、diは、ＭＩＳ構造中のシリコン窒化物的の膜厚数値を表す。Ａは電極面積を表し、ε0は真空誘電率を表す。
【００１７】
（８）本発明の項目（５）から項目（７）の中の任意の１つの項目の好ましい実施方法における、高周波コンデンサ−電圧特性試験装置は、高周波コンデンサ−電圧特性試験機とＸ−Ｙ関数記録機を備える。前記高周波コンデンサ−電圧特性試験機は、前記ＭＩＳ構造に高周波電圧信号を印加するとともに、高周波電圧信号の電圧間隔を設定に基づいて第１電圧から第２電圧に調整し、各間隔のコンデンサ−電圧値を取得する。前記Ｘ−Ｙ関数記録機は、高周波コンデンサ−電圧特性試験機に連結されるとともに、前記高周波コンデンサ−電圧特性試験機が出力する各間隔のコンデンサ−電圧値を描写して前記ＭＩＳ構造のコンデンサ電圧特性曲線にする。
【発明の効果】
【００１８】
従来技術と比較して、本発明の１つまたはそれ以上の実施例は、以下の長所を備える。
【００１９】
本発明は、初期に設計するＭＩＳ構造における絶縁層の特性を試験することによって、シリコン窒化物の誘電率を取得し、シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における規定に達するかどうか判断することによって、現在設計されているＭＩＳ構造が必要とされる構造に適合するかどうか判断する。適合しない時には、ＭＩＳ構造のパラメータを調整することによって必要とされるＭＩＳ構造を取得する。よって、本発明は、ＭＩＳ構造設計を効果的に制御することができ、ＴＦＴ−ＬＣＤ製品の性能と安定性を向上させることができる。
【００２０】
本発明のその他の特徴と長所は、以下の明細書において詳述するとともに、部分的に明細書によってより明らかになる、または本発明を実施することによってより分かりやすくなる。本発明の目的とその他の長所は、明細書、特許請求書、及び図が特に指摘する構造によって実現され取得される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明をさらに分かりやすくするために図を提供するとともに、図は明細書の一部であり、本発明の実施例とともに本発明について説明するが、本発明を制限することはない。
【図１】本発明の実施例に基づくＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法の流れを示した図である。
【図２】本発明の実施例に基づくＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率の算出方法の流れを示した図である。
【図３】ＭＩＳ構造を示した図である。
【図４】ＭＩＳの等価回路図である。
【図５】初期に設計されたＭＩＳコンデンサの設計を例示した図である。
【図６】図５が示すＭＩＳコンデンサの断面を示した図である。
【図７】本発明の実施例に基づくＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御システムを示した図である。
【図８】高周波コンデンサ−電圧特性試験装置７１０の構造を示した図である。
【図９】高周波コンデンサ−電圧特性試験装置７１０を利用して得られたＣＶ曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の目的、技術案、長所をさらに分かりやすくするため、以下に図と組み合わせて本発明についてさらに詳しく説明する。
【００２３】
ＴＦＴ製造過程において、グリッド電極絶縁層は、ＴＦＴ製品の信頼性に直接影響を及ぼす。前記製造過程において、一般に高誘電率のシリコン窒化物を取得することが期待されると同時に、シリコン窒化物が受けるイオン汚れが最小であり、シリコン窒化物と半導体のインターフェースの欠陥トラップが比較的少ない効果が望まれる。それによって初めて優れた性質を備え、信頼性において優位なＴＦＴ製品が得られる。本発明の実施例は、主に設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物絶縁層の誘電率をテストすることによって、この誘電率によって、製造過程によって最適設計され、必要とされる大きさのシリコン窒化物の誘電率のＭＩＳ構造を取得できる。
【００２４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例に基づくＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御方法の流れを示した図である。以下に図１を参照して前記方法の各手順について詳しく説明する。
【００２５】
手順Ｓ１１０では、設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００２６】
以下に例を挙げて、ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率の計算方法を説明する。図２は、本発明の実施例に基づく手順Ｓ１１０中の各手順の流れを示した図である。
【００２７】
図２を参照する。まず、手順Ｓ１１０１において、高周波コンデンサ電圧試験によって、計測するＭＩＳ構造に関する定常状態のコンデンサ電圧特性曲線（ＣＶ曲線に略称可）を取得する。具体的には、ＭＩＳ構造に高周波電圧信号を印加するとともに、高周波電圧信号の電圧間隔を設定に基づいて第１電圧から第２電圧に調整し、各間隔のコンデンサ−電圧値を取得し、各間隔のコンデンサ−電圧値を描写してＭＩＳ構造の定常状態のコンデンサ電圧特性曲線にする。
【００２８】
続いて、手順Ｓ１１０２に示す通り、計測されるＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値を検出する。最後に、手順Ｓ１１０３において、計測されるＭＩＳ構造の定常状態のコンデンサ電圧特性曲線中の最大電気容量値と計測されるＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値に基づいて、計測されるＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００２９】
手順Ｓ１１０３において、演算式、
【数３】
0006502490.tif 000004
を利用して前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的誘電率εｉを取得する。
【００３０】
式中の、Ｃmaxは、ＭＩＳ構造の最大電気容量値を表し、diは、ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的の膜厚数値を表す。Ａは電極面積を表し、ε0は真空誘電率を表す。
【００３１】
手順Ｓ１２０において、シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における設定値に達するかどうかを判断し、そのうち、達しないと判断されると、前記ＭＩＳ構造のパラメータを調整して、調整後のＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率が前記ＴＦＴ製造過程における設定値に達するようにする。
【００３２】
図３に示すように、ＭＩＳ構造は、金属と絶縁によって形成された平面コンデンサに似ている。しかしながら、半導体における電荷密度は金属における電荷密度よりかなり小さいため、充電電荷が半導体（図に示すアモルファスシリコン５０）の表面に形成する空間電荷領域は、一定の厚み（一般にマイクロメートル規模）を備え、薄膜（約０．１ｎｍ）内のみ集中する金属のようではない。図４は、ＭＩＳの等価回路図である。半導体表面の空間電荷領域の厚みは、偏圧VGに伴って変化するため、ＭＩＳコンデンサは、微分コンデンサであり、具体的には、式、
【数４】
0006502490.tif 000005
の通りである。
【００３３】
式において、QGは、金属電極の電荷面密度であり、Ａは、電極面積である。
【００３４】
理想のＭＩＳ構造は、以下の条件を満たす必要がある。（１）金属と半導体間の仕事関数差が０（図ではｎ＋層４０は理想のオーム接触を実現）である。（２）グリッド電極アモルファス絶縁層（以下略称SiNX絶縁層またはSiNXとする）６０内に電荷がない。（３）SiNX絶縁層６０と半導体インターフェース点にインターフェース形態は存在しない。偏圧VG−の一部はSiNXで作動し、Ｖｉとされ、別の部分は半導体表面の空間電荷領域で作動し、ＶＳとされ、ＶＧは、式、Vg=Vi+VS（２）を満たす。
【００３５】
そのうち、VSは、表面電位とも呼ばれる。
【００３６】
半導体表面の空間電荷領域の電荷と金屬電極上の電荷数は同じで、記号は反対であり、式（３）、
【数５】
0006502490.tif 000006
が存在する。
【００３７】
式において、QSCは、半導体表面の空間電荷領域の電荷面密度である。
【００３８】
よって、式（２）、（３）を式（１）に代入して、
【数６】
0006502490.tif 000007
を取得する。
【００３９】
上述の式（４）から分かる通り、ＭＩＳコンデンサは、CiとCSが直列連結することによって形成され、その等価回路は、図４に示す通りである。そのうち、Ciは、SiNXを絶縁のシリコン窒化物絶縁層のコンデンサとし、その数値は、VGに伴って変化しない。CSは、半導体（アモルファスシリコン５０）の表面空間領域のコンデンサであり、その数値は、VGに伴って変化する。よって、
【数７】
0006502490.tif 000008
【数８】
0006502490.tif 000009
となる。
【００４０】
式において、εiは、SiNXの相対誘電率であり、diは、SiNXの絶縁層の厚みを表す。ε0は、真空誘電率を表す。式、
【数９】
0006502490.tif 000010
に示すように、式（４）、（５）によって、ＭＩＳ構造の最大電気容量を取得することができる。
【００４１】
よって、ＭＩＳ構造シリコン窒化物の誘電率の計算式は、
【数１０】
0006502490.tif 000011
であることが分かる。
【００４２】
本発明の方法についてさらに説明するため、以下に例を示して説明する。
【００４３】
仮に、ＭＩＳコンデンサの設計構造が図５に示す通りでありその断面は図６に示す通りであるとする。
【００４４】
図５は、従来の某商品の設計構造の俯瞰図であり、その設計は、直径５００ｕｍの円形である。当然のことながら、前記直径の大きさは、ほんの一例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、本領域の技術者は、必要に基づいて設計することができるものとする。図６に示す通り、その円形の断面構造は、ガラス基板７０を基準として下から上へと、第１層金属（グリッド電極金属層）１０、グリッド電極シリコン窒化物絶縁層６０、半導体アモルファスシリコン層５０、ｎ＋層４０、第２金属層（ソース電極金属層）２０、シリコン窒化物鈍化保護層３０である。
【００４５】
そのうち、第１層金属（グリッド電極金属層）１０、半導体アモルファスシリコン層５０、ｎ＋層４０、第２金属層（ソース電極金属層）２０は、図５に示す円形のパターンを形成する。さらに、第１層金属１０と第２層金属２０は、それぞれ寸法２００ｕｍ＊  ３００  ｕｍの長方形のパッド（Ｐａｄ）を引き出すことによって、試験過程において試験針に接触する。上述の各層の厚みは、ＴＦＴ製造過程によって決まるとともに、ＴＦＴの製造に伴って生成される。当然のことながら、上述の寸法は実例であり、その他の寸法の設計を排除しない。
【００４６】
上述の２層の金属が接触したパッド（ｐａｄ）に１ＭＨｚの高周波電圧信号を印加するとともに、電圧信号の範囲を−２０Ｖから２０Ｖに調整することによって、常温下で、５０ｍＶまたは１００ｍＶごとにコンデンサ電圧数値を記録し、対応するＣＶ曲線を取得し、最後にＣＶ曲線に基づいて、ＭＩＳ構造コンデンサＣの最大値を取得する。演算式（６）から分かる通り、前記最大値は、ＭＩＳ構造シリコン窒化物のコンデンサとほぼ同じである。
【００４７】
同時に、製造過程において膜厚測定器または走査型電子顕微鏡（略称ＳＥＭ）によってシリコン窒化物の膜厚数値を測定し、膜厚数値、電極面積、真空誘電率とコンデンサの関係に基づいて、計測されるＭＩＳ構造のシリコン窒化物の誘電率を計算する。誘電率は高ければ高いほど、シリコン窒化物の絶縁性が優れていることになる。
【００４８】
最後に、得られたＭＩＳ構造のシリコン窒化物の誘電率が製造過程で規定された設定値に達するかどうかを判断し、達しない場合、現在設計されているＭＩＳ構造が必要な設計に適合していないことになる。そのパラメータを調整する必要がある。
【００４９】
さらに、設計したＭＩＳが取得した性能の善し悪しをテストすることができる。具体的には、異なる環境において（例えばＭＩＳ電圧オフセット、温度湿度等の環境）ＭＩＳ構造が回復した後のＣ−Ｖ曲線とオフセットされていないＣ−Ｖ曲線を比較して、その曲線の電圧シフト（ｓｈｉｆｔ）が小さければ小さいほど、シリコン窒化物の性能が良いことを証明し、ＴＦＴの信頼性は向上する。
【００５０】
本発明は、初期に設計するＭＩＳ構造における絶縁層の特性を試験することによって、シリコン窒化物の誘電率を取得し、シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における規定に達するかどうか判断することによって、現在設計されているＭＩＳ構造が必要とされる構造に適合するかどうか判断する。適合しない時には、ＭＩＳ構造のパラメータを調整することによって必要とされるＭＩＳ構造を取得する。よって、本発明は、ＭＩＳ構造設計を効果的に制御することができ、ＴＦＴ−ＬＣＤ製品の性能と安定性を向上させることができる。
【００５１】
（実施例２）
図７は、本発明の実施例に基づくＴＦＴにおけるＭＩＳ構造設計の制御システムを示した図である。以下に図７を参照して、本発明の各構成、構造、機能について詳しく説明する。
【００５２】
図７に示すように、前記制御システムは、計算装置７００と、計算装置７００に連結された判断装置８００と、からなる。
【００５３】
計算裝置７００は、設計するＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００５４】
判断装置８００は、シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における設定値に達するかどうかを判断し、そのうち、達しないと判断されると、前記ＭＩＳ構造のパラメータを調整して、調整後のＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率が前記ＴＦＴ製造過程における設定値に達するようにする。
【００５５】
計算装置７００は、さらに、高周波コンデンサ電圧特性試験装置７１０と、Ｘ−Ｙ関数記録機７１２と、膜厚測定器７２０と、計算機７３０とを備える。
【００５６】
高周波コンデンサ−電圧特性試験装置（略称高周波ＣＶ試験装置）７１０は、高周波コンデンサ電圧試験によって前記ＭＩＳ構造に関する定常状態のコンデンサ電圧特性曲線を取得する。
【００５７】
図８は、高周波コンデンサ−電圧特性試験装置７１０の構造を示した図である。図８に示すように、前記高周波コンデンサ−電圧特性テスト装置７１０は、高周波コンデンサ−電圧特性試験機（図では"サンプル"と表示）７１１を備える。高周波コンデンサ−電圧特性試験機７１１は、サンプル台７１３に設置されたＭＩＳ構造（図では"サンプル"と表示）に高周波電圧信号を印加するとともに、高周波電圧信号の電圧間隔を設定に基づいて第１電圧から第２電圧に調整し、各間隔のコンデンサ−電圧値を取得する。
【００５８】
Ｘ−Ｙ関数記録機７１２は、高周波コンデンサ−電圧特性試験機７１１に連結されるとともに、前記高周波コンデンサ−電圧特性試験機７１１が出力する各間隔のコンデンサ−電圧値を描写してＭＩＳ構造の定常状態のコンデンサ電圧特性曲線にする。
【００５９】
さらに、高周波コンデンサ−電圧特性試験装置７１０は、加熱装置７１４と、温度制御装置７１５と、水冷装置７１６とを備え、これらの装置によって、設計するＭＩＳ構造を検出できる機能を設ける。具体的には、異なる環境において（例えばＭＩＳ電圧オフセット、温度湿度等の環境）ＭＩＳ構造が回復した後のＣ−Ｖ曲線とオフセットされていないＣ−Ｖ曲線（定常状態のコンデンサ電圧特性曲線）を比較して、その曲線の電圧シフト（ｓｈｉｆｔ）が小さければ小さいほど、シリコン窒化物の性能が良いことを証明し、ＴＦＴの信頼性は向上する。
【００６０】
膜厚測定器７２０は、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値を検出する。
【００６１】
計算機７３０は、前記ＭＩＳ構造の定常状態のコンデンサ−電圧特性曲線における最大電気容量値と前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の膜厚数値に基づいて、前記ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００６２】
具体的には、計算機７３０は、演算式、
【数１１】
0006502490.tif 000012
を利用してＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物の誘電率εiを取得する。
【００６３】
式中の、Cmaxは、ＭＩＳ構造の最大電気容量値を表し，diは、ＭＩＳ構造におけるシリコン窒化物的の膜厚数値を表す。Ａは電極面積を表し、ε0は真空誘電率を表す。
【００６４】
上述の裝置を利用して、試験する試験手順は以下の通りである。
【００６５】
まず、上述の機器の電源をオンにし、１０分間ウォーミングアップする。それから、Ｘ−Ｙ関数記録機７１２のゼロ点と測定範囲を確定する。また、測定されるサンプルの最大電気容量値（すでに分かっている電極面積と酸化層の厚みによって見積もる）に基づいて、高周波Ｃ−Ｖ特性試験機７１１に対応するコンデンサの測定範囲を選択するとともに、選択したコンデンサの測定範囲を修正する。高周波Ｃ−Ｖ特性試験機７１１は、サンプルの少数寿命に基づいて、コンデンサ−電圧値を出力し、Ｘ−Ｙ関数記録機７１２は、出力された値に基づいて偏圧Ｃ−Ｖ曲線を確定するが、この時の偏圧Ｃ−Ｖ曲線は、必要とする曲線ではない。続いて、１ＭＨｚの高周波電圧信号を使用し、まず秒速１００ｍＶの速度でテストする。深い空乏状態の曲線がまだ得られてしまった場合、定常状態のＣ−Ｖ曲線が得られるまで速度をさらに下げる。
【００６６】
計算機７３０は、定常状態Ｃ−Ｖ曲線に基づいて、室温下における最大電気容量Ｃｍａｘの数値を取得する。
【００６７】
膜厚測定器７２０または走査型電子顕微鏡は、シリコン窒化物の膜厚数値を測定して取得する。最後に計算機７３０は、最大電気容量値とシリコン窒化物膜厚数値に基づいて、シリコン窒化物の誘電率を算出する。
【００６８】
上述の機器を利用して、某製品の設計をテストし、測定されたＣ−Ｖ  曲線は、図９に示すように、
【数１２】
0006502490.tif 000013
である。
【００６９】
ＳＥＭ  とＮａｎｏ技術によって、シリコン窒化物膜厚を測定する。
di＝3562A＝3.562×10-7ｍとなる。
【００７０】
よって、
【数１３】
0006502490.tif 000014
となる。
【００７１】
この時、グリッド電極シリコン窒化物の誘電率為６．１８であり、設計規定において規定範囲は５．８〜６．３であり、前記誘電率は、設定範囲に適合する上、比較的高いため、前記製品は、最終財として大量生産することができる。
【００７２】
本発明は、初期に設計するＭＩＳ構造における絶縁層の特性を試験することによって、シリコン窒化物の誘電率を取得し、シリコン窒化物の誘電率がＴＦＴ製造過程における規定に達するかどうか判断することによって、現在設計されているＭＩＳ構造が必要とされる構造に適合するかどうか判断する。適合しない時には、ＭＩＳ構造のパラメータを調整することによって必要とされるＭＩＳ構造を取得する。よって、本発明は、ＭＩＳ構造設計を効果的に制御することができ、ＴＦＴ−ＬＣＤ製品の性能と安定性を向上させることができる。
【００７３】
上述は、本発明の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲は、これによって制限されることはなく、前記技術を熟知する技術者は誰でも本発明の開示する技術領域内で、簡単に思いつく変化または入れ替えをすることができ、それらはすべて本発明の保護範囲内に含まれるものとする。よって、本発明の保護範囲は、特許請求項の保護範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００７４】
７００  計算装置
８００  判断装置
７１０  高周波コンデンサ−電圧特性試験装置
７１１  高周波コンデンサ−電圧特性試験機
７１２  Ｘ−Ｙ関数記録機
７１３  サンプル台
７１４  加熱装置
７１５  温度制御装置
７１６  水冷装置
７２０  膜厚測定器
７３０  計算機
１０    第１層金属
２０    第２金属層
３０    シリコン窒化物鈍化保護層
４０    ｎ＋層
５０    アモルファスシリコン
６０    グリッド電極シリコン窒化物絶縁層
７０    ガラス基板?
【図１】
0006502490.tif 000015
【図２】
0006502490.tif 000016
【図３】
0006502490.tif 000017
【図４】
0006502490.tif 000018
【図５】
0006502490.tif 000019
【図６】
0006502490.tif 000020
【図７】
0006502490.tif 000021
【図８】
0006502490.tif 000022
【図９】
0006502490.tif 000023