(57)【要約】【課題】微小変化を確実かつ容易に判定可能な微小変化判定装置、微小変化判定方法及びプログラムを提供する。【解決手段】電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、データ列{ａｎ}を用いて微小時間間隔Δｔｉ間のデータ列の時間変化[Δａｉ／Δｔｉ]と微小時間間隔Δｔｊ間のデータ列の時間変化[Δａｊ／Δｔｊ]とを求め、これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定することを特徴とする微小変化判定方法。【選択図】      図１
2004214235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、
前記データ列{ａｎ}を用いて微小時間間隔Δｔｉ間のデータ列の時間変化[Δａｉ／Δｔｉ]と微小時間間隔Δｔｊ間のデータ列の時間変化[Δａｊ／Δｔｊ]とを求め、
これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定することを特徴とする微小変化判定方法。
【請求項２】
電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応したデータａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、
前記データ列{ａｎ}を用いて後退差分を求め、
微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ−１間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ−１とを求め、
これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定することを特徴とする微小変化判定方法。
【請求項３】
電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応したデータａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、
前記データ列{ａｎ}を用いて、微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ−２間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ−２とを求め、
これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定することを特徴とする微小変化判定方法。
【請求項４】
電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応したデータａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、
前記データ列{ａｎ}を用いて前進差分を求め、
微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ＋１間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ＋１とを求め、
これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定する
ことを特徴とする微小変化判定方法。
【請求項５】
前記電子装置は半導体デバイスであり、前記物理的特性は前記半導体デバイスの電気的特性であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微小変化判定方法。
【請求項６】
前記物理的特性は前記半導体デバイスが有する絶縁膜のリーク電流特性であることを特徴とする請求項５に記載の微小変化判定方法。
【請求項７】
半導体デバイスの電気的特性を測定する装置であって、
前記半導体デバイスの電気的特性を測定するために電界を印加する可変電源回路と、
前記電界の印加による前記電気的特性を測定する電流検出器と、
前記電気的特性を時間間隔Δｔ毎に測定するとともに、前記時間間隔Δｔ毎に測定されたデータ列{ａｎ}を用いて微小時間間隔Δｔｉ間のデータ列の時間変化[Δａｉ／Δｔｉ]と微小時間間隔Δｔｊ間のデータ列の時間変化[Δａｊ／Δｔｊ]とを求め、これらの積がＮを任意の正の定数とした時、−Ｎよりも小なる点で微小変化が生じたと判定するコントローラ
とを備えることを特徴とする、微小変化判定装置。
【請求項８】
電子装置の物理的特性として電気的特性を測定するために、前記電子装置に対して電界を印加する命令と、
前記物理的特性を時間間隔Δｔ毎に測定する命令と、
前記時間間隔ごとに測定されたデータに基づいて、
[Δａ／Δｔ]ｎ    ＝（ａｎ−ａｎ−１）／（ｔｎ−ｔｎ−１）   …（Ａ）
α＝[Δａ／Δｔ]ｎ×[Δａ／Δｔ]ｎ−１                       …（Ｂ）
式(Ａ)、式(Ｂ)で定義される微小変化判定パラメータαを求める命令と、
前記微小変化判定パラメータαを用いてＮを任意の正の定数として、[α＜−Ｎ]なる点で前記物理現象の臨界現象が生じたと判定する命令
とからなるアルゴリズムをコンピュ−タに実行させることを特徴とする、微小変化判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小変化判定装置、微小変化判定方法及び微小変化判定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩに用いられる素子の微細化はスケーリング則に則って進められてきた。これは絶縁膜の膜厚、ゲート長等のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）デバイスの各部分を、高さ方向と横方向の寸法を同時に縮小することで、微細化時に素子の特性を正常に保ち、また性能を上げることを目的としてきた。このようなスケーリング則に従って素子の微細化を進める場合、トランジスタの性能を維持するために、ゲート絶縁膜の膜厚を薄くしなければならない。しかし、ＭＯＳデバイスが薄膜化すると、ゲート絶縁膜に対する印加電圧により生ずる絶縁膜破壊の様子が変化し、絶縁膜破壊の判定が困難になるという問題が起こる。
【０００３】
絶縁膜破壊にはハードブレイクダウン（以下、ＨＢＤと称す）と、ソフトブレークダウン（以下、ＳＢＤと称す）の２種類あることが一般的に知られている。ＨＢＤとは、ゲート絶縁膜へ電圧を印加することにより絶縁膜が破壊され、絶縁機能が完全に失われる現象である。そのため、ＨＢＤが発生するとリーク電流は急激に増加する。ＳＢＤとは、ゲート絶縁膜へ電圧を印加することによって生ずる絶縁膜中の無数の欠陥により、絶縁膜が擬似破壊を起こす現象である。ＳＢＤが発生すると、リーク電流が微小振動し始めることが知られている。
【０００４】
図３３及び図３４は、それぞれ厚膜及び薄膜の半導体デバイスの絶縁膜中を流れるリーク電流の一例を示す。即ち、リーク電流Ｉleakと絶縁破壊時間との関係を示している。図３３に示す厚膜の例ではＳＢＤとＨＢＤがほぼ同時に発生し、ＨＢＤによって電流が急激に増加する様子がわかる。一方、図３４に示す薄膜の例ではＳＢＤだけが発生し、ＨＢＤが発生しないため電流の急激な増加は見られない。このように、薄膜における絶縁破壊の様子は厚膜とは全く異なるため、その絶縁破壊を正しく判定する方法が求められている。
【０００５】
薄膜に対する既存の絶縁膜破壊判定方法として、リーク電流の変化量から破壊判定を行う方法（以下、方法Ａと称す）、リーク電流が一定値以上になった時、破壊が生じたと判定する方法（以下、方法Ｂと称す）、電流変化量のばらつきの度合いから破壊判定を行う方法（以下、方法Ｃと称す）、一定時間毎にトランジスタ特性を測定し、その特性が大きく変化した時に破壊が生じたと判定する方法（以下、方法Ｄと称す）が挙げられる。
【０００６】
判定方法Ａは、リーク電流の変化量から破壊判定を行う方法である。式（１）または式(２)は判定方法Ａで用いられる条件式の例である。ここで、
Ｎａ，Ｎａ’は任意の正の数である。Δｔを時間刻み幅とした時、Ｉｎは時刻ｔｎにおける電流値、Ｉｎ−１は時刻ｔｎ−１における電流値に相当する。
【０００７】
｜Ｉｎ｜−｜Ｉｎ−１｜≧Ｎａ                            …（１）
｜Ｉｎ｜≧Ｎａ’｜Ｉｎ−１｜                            …（２）
厚膜のゲート絶縁膜ではＨＢＤにより絶縁破壊が生じ、この絶縁破壊によってリーク電流が急激に増加する。そのため、式（１）または式（２）を用いての絶縁破壊判定は非常に容易である。
【０００８】
これに対して、薄膜のゲート絶縁膜ではＨＢＤに先立って発生するＳＢＤでのリーク電流は、図３４に示すように、微小振動を伴いながら増加する。そのため、式（１）又は式（２）を用いてＳＢＤを正しく検出するためには、Ｎａ又はＮａ’を小さく設定する必要がある。
【０００９】
しかしながら、式（１）又は式（２）では単調増加するリーク電流と微小振動するリーク電流を識別することができない。図３４からわかるように、実験開始直後では絶縁破壊が発生していないとしても、リーク電流Ｉleakはホールトラップのために大きく変化する。そのため、ＳＢＤを検出するためにＮａ又はＮａ’を小さく設定しすぎると、上記の電流増加を絶縁破壊として誤って判定する恐れがある。例えば、実験開始から数秒間判定を実行しないとすれば、この問題を回避することはできる。しかし、実際は実験開始後数秒後で絶縁膜破壊が起こる場合もあるため、この方法を用いて誤判定を回避することは困難である。
【００１０】
判定方法Ｂは、リーク電流Ｉleakが設定した閾値電流Ｉ０以上になった時に絶縁膜が破壊されたとする方法である。図３３、図３４には、厚膜及び薄膜の半導体デバイスに対して判定方法Ｂを適用した結果を示してある。ここで図３３及び図３４内のＴｄｂ１，Ｔｄｂ２は、閾値電流Ｉ０をＩ１またはＩ２（|Ｉ１|＜|Ｉ２|）と設定した時の絶縁破壊時間である。
【００１１】
図３３より、厚膜の半導体デバイスでは絶縁破壊時間は閾値電流Ｉ０によらず、ほぼ一定の値となり、判定方法Ｂが有効な手段であることがわかる。しかし、薄膜の半導体デバイスでは、図３４に示すように、閾値電流Ｉ０によって絶縁破壊時間が大きく変化することがわかる。そのため、判定方法Ｂを薄膜の半導体デバイスに対し用いると、絶縁破壊時間Ｔｄｂに大きな誤差が含まれる。
【００１２】
判定方法Ｃは、測定されたリーク電流Ｉleakのばらつきを標準偏差で評価し、その標準偏差がある値以上となったら、絶縁破壊が発生したとする判定方法である。数学的手法を用いるため、絶縁破壊時間Ｔｄｂを正確に求めることができる。しかしながら、判定方法Ｃでは標準偏差を用いて絶縁膜破壊を判定するため、図３５に示すように、破壊が発生した後においても測定を行わなければならない。そのため、測定効率の観点から考えると、効率的でない。実際に絶縁破壊が生じた時刻は、絶縁破壊時間Ｔdbよりも余分に必要な時間ＴSだけかかり、実際の測定の終了時間ＴFとの間に時間差が生じている。
【００１３】
判定方法Ｄは、ゲート絶縁膜に一定時間電圧を印加した後に、トランジスタ特性を測定し、その特性が大きく変化した時点で絶縁膜破壊が生じたとする方法である。図３６は、判定方法Ｄで用いられるフローチャートである。ステップＳ１からＳ６までを説明すると、まず、ステップＳ１において絶縁膜破壊判定実験を開始する。次に、ステップＳ２において、ストレス電圧をゲート絶縁膜に印加する。次に、ステップＳ３において、ストレス電圧をオフにする。次にステップＳ４において、トランジスタ特性の測定を実行する。次に、ステップＳ５において、特性が変化したかどうかを判断する。ＮＯであるならば、ステップＳ２に戻る。ＹＥＳであるならば、ステップＳ６において、実験終了とする。絶縁膜が機能しているか否かは、トランジスタ特性から判断するのが理想的である。しかしながら、判定方法Ｄにおいては、トランジスタ特性を測定する毎に、印加電圧をオンまたはオフする必要があり、この過程によってトランジスタ特性そのものが変化してしまうという大きな欠点がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−１１６２３６号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−３９３５００号公報
【００１６】
【特許文献３】
特開２００１−２４４２５２号公報
【００１７】
【非特許文献１】
ピー・ラッセル他，「超極薄酸化膜におけるソフトブレークダウン検出のためのノイズを基礎とする正確かつ強固なトリガアルゴリズム（Accurate and Robust Noise-based Trigger Algorithm for Soft Breakdown Detection in Ultra Thin Oxides）」，米国電気電子学会（ＩＥＥＥ），第３９回国際信頼性物理シンポジウム，２００１年
【００１８】
【非特許文献２】
ジェイ・エイチ・スターティス，「ＣＭＯＳ技術におけるゲート絶縁膜の信頼性限界」，アイビーエム・ジャーナル・オブ・リサーチ・アンド・ディベロップメント，第４６巻，２／３号，２００２年
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ＬＳＩの性能を維持させながら微細化を押し進めるには、ゲート絶縁膜の薄膜化を行い、またその信頼性を正しく評価する必要がある。そのために、薄膜半導体デバイスのゲート絶縁膜破壊、特にＳＢＤを正確に判定することが求められおり、複数の判定方法が提案されている。しかし、いずれの判定方法も正確性または簡便性の面において、不十分なものである。
【００２０】
本発明は、このような問題点に注目してなされたものであり、その目的は、微小変化を確実かつ容易に判定可能な微小変化判定装置、微小変化判定方法及び微小変化判定プログラムを提供することにあり、特に、半導体装置の信頼性評価において、半導体基板やＳＯＩ（Silicon On Insulator）などに形成したＭＩＳデバイスに用いられるゲート絶縁膜の絶縁破壊寿命試験の判定において、確実に絶縁破壊を判定できる微小変化判定装置、微小変化判定方法及び微小変化判定プログラムを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴は、電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、（イ）データ列{ａｎ}を用いて微小時間間隔Δｔｉ間のデータ列の時間変化[Δａｉ／Δｔｉ]と微小時間間隔Δｔｊ間のデータ列の時間変化[Δａｊ／Δｔｊ]とを求め、（ロ）これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定する微小変化判定方法であることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第２の特徴は、電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、（イ）データ列{ａｎ}を用いて後退差分を求め、微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ−１間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ−１とを求め、（ロ）これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定する微小変化判定方法であることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第３の特徴は、電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、（イ）データ列{ａｎ}を用いて、微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ−２間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ−２とを求め、（ロ）これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定する微小変化判定方法であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第４の特徴は、電子装置の物理的特性として取得された時間ｔｎに対応した時系列データａｎの集合からなるデータ列{ａｎ}の、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、（イ）データ列{ａｎ}を用いて前進差分を求め、微小時間間隔Δｔｎ間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎと微小時間間隔Δｔｎ＋１間のデータ列の変化[Δａ／Δｔ]ｎ＋１とを求め、（ロ）これらの積がＮを任意の正の定数とした時、−Ｎよりも小なる点で微小変化が生じたと判定する微小変化判定方法であることを要旨とする。
【００２５】
本発明の第５の特徴は、（イ）半導体デバイスの電気的特性を測定する装置であって、（ロ）半導体デバイスの電気的特性を測定するために電界を印加する可変電源回路と、（ハ）電界の印加による電気的特性を測定する電流検出器と、（ニ）電気的特性を時間間隔Δｔ毎に測定するとともに、時間間隔Δｔ毎に測定されたデータ列{ａｎ}を用いて微小時間間隔Δｔｉ間のデータ列の時間変化[Δａｉ／Δｔｉ]と微小時間間隔Δｔｊ間のデータ列の時間変化[Δａｊ／Δｔｊ]とを求め、これらの積がＮを任意の正の定数とした時、（−Ｎ）よりも小なる点で微小変化が生じたと判定するコントローラとを備える微小変化判定装置であることを要旨とする。
【００２６】
本発明の第６の特徴は、（イ）電子装置の物理的物性として電気的特性を測定するために、前記電子装置に対して電界を印加する命令と、（ロ）物理的特性を時間間隔Δｔ毎に測定する命令と、（ハ）時間間隔ごとに測定されたデータに基づいて、
[Δａ／Δｔ]ｎ    ＝（ａｎ−ａｎ−１）／（ｔｎ−ｔｎ−１）  …（Ａ）
α＝[Δａ／Δｔ]ｎ×[Δａ／Δｔ]ｎ−１                      …（Ｂ）
式(Ａ)、式(Ｂ)で定義される微小変化判定パラメータαを求める命令と、
（ニ）微小変化判定パラメータαを用いてＮを任意の正の定数として、[α＜−Ｎ]なる点で物理的特性の臨界現象が生じたと判定する命令とを備えることを特徴とするアルゴリズムをコンピュータに対して、実行させるための微小変化判定プログラムであることを要旨とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２８】
本発明は、微小変化判定装置、微小変化判定方法及びプログラムに関し、特に、高集積化ＬＳＩに用いられるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）デバイスのゲート絶縁膜の寿命などを評価して、より精度の良い微小変化判定方法、信頼性評価方法及びプログラム等を提供するものである。また、本発明の実施の形態において、電子装置とは、例えば、半導体装置、磁気装置をいう。物理的特性とは、例えば、電気的特性、光学的特性をいう。「臨界現象」とは、例えば、絶縁膜の絶縁破壊をいう。
【００２９】
本発明の実施の形態によれば、微小変化判定パラメータαを比較することにより、データ列に含まれる微小変化を確実かつ容易に判定することができる。また、極薄のゲート絶縁膜においてＳＢＤにより生ずる擬似破壊のようなごくわずかな変化でも、確実かつ容易に検出して絶縁破壊を判定することができる。更に、微小変化判定パラメータαを比較することにより、データ列に含まれる微小変化を確実かつ容易に判定することができる。
【００３０】
本発明の第1の実施の形態に係る微小変化判定方法は、時間ｔｎにおけるデータａｎからなるデータ列{ａｎ}における、微小変化の発生点を判定する微小変化判定方法であって、データ列{ａｎ}を用いて式(３)、式(４)で定義される微小変化判定パラメータαによって微小変化を判定することを特徴とし、算出された微小変化判定パラメータαを用いて、[α＜−Ｎ]なる点で微小変化が生じたと判定を行う。ここで、Ｎは任意の正の定数である。
【００３１】
[Δａ／Δｔ]ｎ    ＝（ａｎ−ａｎ−１）／（ｔｎ−ｔｎ−１）  …（３）
α＝[Δａ／Δｔ]ｎ×[Δａ／Δｔ]ｎ−１                      …（４）
上述の構成によれば、微小変化判定パラメータαを比較することにより、データ列に含まれる微小変化を確実かつ容易に判定することができる。（４）式で定義される微小変化判定パラメータαは本発明の微小変化判定方法に関係するパラメータであることから、「微小変化判定パラメータ」と呼ぶことにする。
【００３２】
また、本発明の微小変化判定方法は、半導体のゲート絶縁膜の絶縁破壊を調べる信頼性評価方法であって、ゲート絶縁膜に電圧を印加しつつゲート絶縁膜に流れる時間ｔｎにおけるリーク電流Ｉｎを順次取得し、データ列{Ｉｎ}を用いて式(３)、式(４)で定義される微小変化判定パラメータαによって微小変化を判定することを特徴とし、算出された微小変化判定パラメータαを用いて、[α＜−Ｎ]なる点でゲート絶縁膜の絶縁破壊が生じたとして判定を行う。
【００３３】
また本発明の微小変化判定プログラムは、半導体のゲート絶縁膜の絶縁破壊を調べるプログラムであって、ゲート絶縁膜に電圧を印加しつつ、ゲート絶縁膜に流れる時間ｔｎにおけるリーク電流Ｉｎを順次取得し、データ列{Ｉｎ}を用いて式(３)、式(４)で定義される微小変化判定パラメータαによって微小変化を判定することを特徴とし、算出された微小変化判定パラメータαを用いて、[α＜−Ｎ]なる点で前記ゲート絶縁膜の絶縁破壊が生じたとして判定を行う。
【００３４】
上述の微小変化判定プログラムによれば、極薄のゲート絶縁膜においてＳＢＤにより生ずる擬似破壊のようなごくわずかな変化でも、確実かつ容易に検出して絶縁破壊を判定することができる。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る微小変化判定装置は、図１に示すように、半導体デバイス１０と、可変電源回路２２と、電流検出器２０と、測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４とデータ保存装置とから構成される。図１に示す本発明の実施形態は、半導体デバイス１０の絶縁膜のリーク電流における微小変化を測定し、絶縁破壊時間を測定するための微小変化判定装置を表す。半導体デバイス１０は、シリコン基板１４の上に形成されたゲート絶縁膜１６と、ゲート絶縁膜１６上に形成されたゲート電極１８とから構成されるＭＩＳ構造を有する。またシリコン基板１４の裏面側には、裏面電極１２が設けられている。この裏面電極１２も含めて全体としてＭＩＳ構造を有する半導体デバイス１０が形成されている。半導体デバイス１０のゲート電極１８には、可変電源回路２２が接続されている。この可変電源回路２２とゲート電極１８の間には電流検出器２０が設置されている。この電流検出器２０の測定値Ｉleakは、所定の時間Δｔ毎に、測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４に送信される。測定され、計算されたデータは測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４に接続されたデータ保存装置２６内に記憶される。測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４は測定制御を実行し、得られた測定データに基づいて、絶縁破壊時間Ｔｄｂを計算するための絶縁破壊寿命計算装置を構成する。測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４は本発明の微小変化判定プログラムを内蔵しており、この本発明の微小変化判定プログラム基づき、送信された測定値Ｉleakを用いてゲート絶縁膜１６の絶縁破壊時間を決定する。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法及びプログラムの要部を表すフローチャート図である。即ち、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法は、まず、ステップＳ１において測定を開始する。次に、ステップＳ２において、判定対象とすべきデータ列{ａｎ}を取得し、蓄積する。このデータ列{ａｎ}は、微小変化する物理量或いはこれに関連したパラメータなどの数列であり、微小変化の前後のデータが順次配列されたものである。より具体的には、例えば、半導体デバイス１０のゲート絶縁膜１６における、リーク電流の特性の経時変化を表すデータ列、或いは、薄膜の層厚の空間的な分布を表すデータ列などである。
【００３７】
ここで、図３は、微小変化を有するデータ列の一例を表すグラフである。図３の横軸はデータ列を構成する個々のデータ番号１，２，…，ｉ，ｉ＋１，…，ｊ，ｊ＋１，…，ｎ，ｎ＋１，…等である。ここで、ｉ，ｊ，ｎは自然数である。図３の縦軸はそれぞれのデータ値を表し、それぞれ対応する表現を記載すると、a１，a２，…，ａｉ，ａｉ＋１，…，ａｊ，ａj＋１，…，ａｎ，ａｎ＋１，…で表される。データ列{ａｎ}が時系列に取得されたデータである場合は、図３の横軸は時間ｔに対応し、例えば、ｔ１，ｔ２，…，ｔｉ，ｔｉ＋１，…，ｔｊ，ｔj＋１，…，ｔｎ，ｔｎ＋１，…のように表現することができる。
【００３８】
図２のステップＳ２においてデータ列を取得した後は、ステップＳ３において式(３)及び式(４)に従い微小変化判定パラメータαを算出する。
【００３９】
式(３)では、ｎ個目のデータａｎとｎ−１個目のデータａｎ−１を用いて
[Δａ／Δｔ]ｎを評価しているが、必ずしも1つ前のデータとの差分を取る必要はない。即ち、２つ前のデータとの差分、或いはそれ以上前のデータとの差分値で[Δａ／Δｔ]ｎを評価しても良い。ただし、微小変化点の検出分解能を高くするためには、1つ前のデータとの差分を取るのが望ましい。また、式(３)は後退差分で評価しているが、前進差分で評価を行っても良く、その場合も上記と同様のことが当てはまる。前進差分の場合には[Δａ／Δｔ]ｎ及び微小変化判定パラメータαは（５）式、（６）式で表される。即ち、
[Δａ／Δｔ]ｎ    ＝（ａｎ＋１−ａｎ）／（ｔｎ＋１−ｔｎ）    …（５）
α＝[Δａ／Δｔ]ｎ＋１×[Δａ／Δｔ]ｎ                        …（６）
図２のステップＳ３において微小変化判定パラメータαを算出した後は、ステップＳ４において閾値（−Ｎ）との比較を行う。これは対象となるデータ列{ａｎ}の状態によって、微小変化判定パラメータαの値が異なるためである。
【００４０】
ここで、図４乃至図８は、データ列{ａｎ}が時系列に取得されたデータである場合において、データ列{ａｎ}の各状態において算出される微小変化判定パラメータαの符号の変化を示している。即ち、図４及び図５は、データ列{ａｎ}が単調増加または単調減少している場合の例を示している。この時、[Δａ／Δｔ]ｎ，[Δａ／Δｔ]ｎ−１は共に正（図４）または負（図５）となるため、（４）式より、微小変化判定パラメータαの値は正となる。
【００４１】
図６は、データ列{ａｎ}が一定値である場合の例を示す。この時、
[Δａ／Δｔ]ｎ及び[Δａ／Δｔ]ｎ−１は共に０となるため、微小変化判定パラメータαの値は０となる。
【００４２】
図７及び図８はデータ列{ａｎ}が振動を起こしている場合の例である。この時、[Δａ／Δｔ]ｎ，[Δａ／Δｔ]ｎ−１の符号は異なるため、微小変化判定パラメータαの値は負になる。これらから分かるように、データ列{ａｎ}が起こしている振動の振幅が大きいほど、微小変化判定パラメータαの符号は負でその絶対値は大きくなる。
【００４３】
図２のステップＳ４において微小変化判定パラメータαと閾値（−Ｎ）との比較を行った結果、ＹＥＳであるならば、即ち、[α＜−Ｎ]であるならば、ステップＳ５に進み、その時点において微小変化が生じ始めたと判定する。もしも、ステップＳ４において、ＮＯであるならば、即ち[α＞−Ｎ]であるならば、ステップＳ２に戻り、ステップＳ３，ステップＳ４を繰り返す。
【００４４】
測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４に内蔵されたプログラムにより実行される処理を表すフローチャートは、図９に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ５によって表現される。まず、ステップＳ１において、絶縁膜破壊判定試験を開始する。ゲート絶縁膜１６を有する半導体デバイス１０に対して、可変電源回路２２より一定電圧を印加した後、電流検出器２０において測定されるリーク電流Ｉleakを所定の時間毎に蓄積する。即ち、リーク電流Ｉleakのデータ列{Ｉｎ}を取得し、蓄積する。次にステップＳ３に進み、蓄積したデータをもとに、式(３)及び式(４)に基づいて、微小変化判定パラメータαを算出する。次に、ステップＳ４において、微小変化判定パラメータαと閾値（−Ｎ）との比較を行った結果、ＹＥＳであるならば、即ち、[α＜−Ｎ]であるならば、ステップＳ５に進み、その時点において微小変化が生じ始めたと判定する。即ち、ＳＢＤが発生したとして、試験を終了する。もしも、ステップＳ４において、ＮＯであるならば、即ち[α＞−Ｎ]であるならば、ステップＳ２に戻り、ステップＳ３，ステップＳ４を繰り返す。微小変化判定パラメータαが閾値（−Ｎ）より小さくなった段階で絶縁破壊が生じたと判定することができる。このようにして、半導体デバイスの絶縁破壊時間Ｔｄｂを決定することができる。
【００４５】
ここで比較のために、前述した従来の判定方法Ａにより得られた、リーク電流Ｉleakの測定結果の一例を図１０に示す。半導体デバイス１０のゲート絶縁膜１６の膜厚は、１．７nmの例である。また、図１０には、本発明の微小変化判定方法によって計算され、この測定結果から算出された微小変化判定パラメータαの結果も示した。ここで判定方法Ａでは、電流検出器２０において測定される電流値が０．５％変化した時点を絶縁破壊時間と判定している。図１０からわかるように、判定方法Ａでは、ＳＢＤが発生してリーク電流が微小振動を生じ始めているにもかかわらず、絶縁膜破壊判定が正しく行われていないことがわかる。例えば、図１０に示したリーク電流Ｉleakの測定データから、判定方法Ａによれば、絶縁破壊時間は４００秒以上であると判定される可能性が高い。これに対し、閾値を[−Ｎ＝−１×１０−１０]として本発明を用いた場合、図１０中に示すように、t＝２９０秒にて[α＜−Ｎ]となるため、この時点で絶縁膜が破壊されたと判定される。本発明の微小変化判定方法によれば、図１０の例では、絶縁破壊時間Ｔｄｂは２９０秒である。
【００４６】
図１１は、図１０に示したリーク電流Ｉleakを拡大表示したものである。本発明により得られた絶縁破壊時間t＝２９０秒において、ＳＢＤが発生し、リーク電流Ｉleakの微小振動が生じていることが観察される。
【００４７】
図１２は従来の判定方法Ａと、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法とにより得られた絶縁破壊時間Ｔｄｂのワイブル分布（Weibull Distribution）を示す。図１２において、縦軸は累積不良率（Cumulative Failure）Ｙを表す。ここで、ｐをワイブル分布とすると、累積不良率Ｙ及びワイブル分布ｐは、次式で表現される。ここで、ｌｎは自然対数を表す。
【００４８】
Ｙ＝ｌｎ[−ｌｎ（１−ｐ）]                   …（７）
ｐ＝１−ｅｘｐ[−（ｔ／ｈ）β]               …（８）
ｐは（８）式に示すように、時間ｔの関数である。ｈ，βは定数である。ｐは、実際の実験においては、時間ｔまでに破壊されたサンプル数ＮＦが全サンプル数ＮＴに対して占める割合となる。即ち、
ｐ＝ＮＦ／ＮＴ                                …（９）
で表現される。
【００４９】
ワイブル分布ｐの分布の傾向を調べるために、（８）式を（７）式に代入すると、
Ｙ＝β×ｌｎ（ｔ）＋定数                  …（１０）
を得ることができる。（１０）式より、累積不良率Ｙはｌｎ（ｔ）に対して分布が直線上になり、その傾きβによって、特性を把握することができるようになる。
【００５０】
図１２において、従来の判定方法Ａから得られるワイブルプロットの傾きβは２．７４、本発明の微小変化判定方法により得られる傾きβは１．７２である。本発明の微小変化判定方法により正確に絶縁破壊時間Ｔｄｂを検出できることがわかる。ワイブルプロットの傾きβは本来急峻であるほど良品として評価されうるはずのものである。しかしながら、従来の判定方法Ａよれば、図１２中に示す通り、βの値は高いにもかかわらず、実際の絶縁破壊時間Ｔｄｂと評価データとの間には前述の通り、大きな隔たりがある。即ち、従来の判定方法Ａでは誤ったものを良品として評価してしまう可能性が高いのに対して、本発明の微小変化判定方法によれば、正確に半導体デバイスの製品寿命を見積もることができることがわかる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の微小変化判定方法によれば、微小変化を確実かつ容易に判定することが可能となる。その結果、例えば、極薄のゲート絶縁膜が絶縁破壊特有のＳＢＤにより生ずる微小変化を検出することができる。従来の評価方法では非常に困難であった薄膜におけるゲート絶縁膜の絶縁破壊も確実に検出することができる。本発明の微小変化判定方法をLSIの絶縁破壊時間評価に利用することによって、確実かつ簡便にゲート絶縁膜の絶縁破壊時間Ｔｄｂを評価することが可能となる。
【００５２】
ここで、閾値（判定値）Ｎの求め方について説明する。実際に実験に用いる前に、以下のような手順により、閾値Ｎを設定する。まず、予備実験を行なう。即ち、半導体デバイス１０のゲート絶縁膜１６に電界を印加して、その時のリーク電流Ｉleakのデータを取得する。リーク電流ＩleakのデータはＳＢＤから十分に時間が経過した後まで、取得する。図１３はそのとき得られるリーク電流Ｉleakのデータの一例である。即ち、図１３の例ではＳｉＯ２におけるリーク電流Ｉleakのデータの例を示す。次に、得られた実験データから、式（３）及び式（４）を用いて微小変化判定パラメータαを算出する。図１４は、図１３に示したリーク電流データ及びそこから算出された微小変化判定パラメータαの変化を示した図である。図１４より、例えば、Ｎ＝５×１０−１２とすれば、微小変化判定パラメータαとの比較より絶縁破壊時間Ｔｄｂは１３７．５秒と求まる。また、実際のリーク電流データから判断して、この絶縁破壊時間Ｔｄｂが正しい値であることがわかる。上記のように求めた閾値Ｎを他の実験データに適用し、正確な絶縁破壊時間Ｔｄｂが得られることを確認した後、実際にこの絶縁破壊判定法を用いる。
【００５３】
ここで、本発明の微小変化判定方法における時間間隔Δｔについて説明する。基本的にΔｔの最小値は「測定系における機器ノイズが無視できる範囲での最小値である」と定義することができる。即ち、測定系全体を含めたＳ／Ｎ比が１以上となる最小限界であると考えることができる。上述の実験結果及び以下に説明する実施例における実験結果においては、いずれも、Δｔは０．５ｓである。Δｔの値を１０ｍｓ，１ｍｓ，５００μｓと変化させた実験結果によれば、測定系から決まる最小時間刻み幅は１ｍｓであることが確認されている。
【００５４】
一方、Δｔの最大値は「微小振動がのこぎり波状として、検出できる範囲内での最大値である」と定義することができる。Δｔの値を０．５ｓ，１．０ｓ，１．５ｓ，２．０ｓと変化させた実験結果によれば、０．５ｓ，１．０ｓにおいては、αの変化は正確にリーク電流Ｉleakの微小振動に対応しているが、１．５ｓ，２．０ｓでは、測定系の機器ノイズの影響により、αの変化とリーク電流の微小変化との相関関係は消滅する。測定系から決まる最大時間刻み幅は１．０ｓであることが確認されている。
【００５５】
従って、絶縁破壊前と絶縁破壊後のリーク電流Ｉleakを連続的に測定すること及び本発明の微小変化判定方法によって算出されるαの変化を比較することにより、妥当な範囲内のΔｔの値を検証することができる。
【００５６】
【実施例】
以下に、様々な絶縁膜の実施例について述べる。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、及びＨｉｇｈ−κ膜としてＨｆを含むシリサイド絶縁膜の例について述べる。条件設定としては印加電圧、周囲温度、膜厚等がパラメータとなっている。いずれもゲートの面積は１００μｍ×１００μｍである。
【００５７】
（実施例１）
絶縁膜として厚さ１８Ａ（オングストローム）のＳｉＯ２膜を用い、室温で、印加電圧３．２Ｖの例を図１５、図１６に示す。図１５はリーク電流Ｉleak(Ａ）と時間ｔとの関係を示し、図１６は、図１５の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図１５及び図１６において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを１６６秒と判定することができる。
【００５８】
（実施例２）
絶縁膜として厚さ１８Ａ（オングストローム）のＳｉＯ２膜を用い、室温で、印加電圧３．３Ｖの例を図１７，図１８に示す。図１７はリーク電流Ｉleak(Ａ）と時間ｔとの関係を示し、図１８は、図１７の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図１７及び図１８において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを３５秒と判定することができる。実施例２では実施例１に比べて印加電圧を０．１Ｖだけ増加させた効果によって、絶縁破壊時間の顕著な短縮を判定できることがわかる。
【００５９】
（実施例３）
絶縁膜として厚さ１８Ａ（オングストローム）のＳｉＯ２膜を用い、１２５℃で、印加電圧２．８５Ｖの例を図１９、図２０に示す。図１９はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図２０は、図１９の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図１９及び図２０において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを２２０秒と判定することができる。実施例１若しくは実施例２と比較すると、温度上昇の効果はあまり顕著ではなく、むしろバイアス電圧を下げたことによって、絶縁破壊時間は長くなる様子が判定されている。
【００６０】
（実施例４）
絶縁膜として厚さ１８Ａ（オングストローム）のＳｉＯ２膜を用い、１２５℃で、印加電圧２．９５Ｖの例を図２１，図２２に示す。図２１はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図２２は、図２１の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図２１及び図２２において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを５９秒と判定することができる。実施例３と比較すると、同じ温度条件１２５℃において、バイアス電圧をわずかに０．１Ｖ上昇したことによって、絶縁破壊時間Ｔｄｂは顕著に低下する様子を判定することができる。
【００６１】
（実施例５）
絶縁膜として厚さ１９Ａ（オングストローム）のＳｉＯＮ膜を用い、室温で、印加電圧２．９Ｖの例を図２３、図２４に示す。図２３はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図２４は、図２３の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図２３及び図２４において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを２５４秒と判定することができる。
【００６２】
（実施例６）
絶縁膜として厚さ１９Ａ（オングストローム）のＳｉＯＮ膜を用い、室温で印加電圧３．０Ｖの例を図２５、図２６に示す。図２５はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図２６は、図２５の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図２５及び図２６において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを２０５秒と判定することができる。実施例５と比較すると、同じ室温状態では、印加電圧をわずかに０．１Ｖだけ上昇させているだけではあまり顕著な絶縁破壊時間の低下は見られていないことがわかる。
【００６３】
（実施例７）
絶縁膜として厚さ１９Ａ（オングストローム）のＳｉＯＮ膜を用い、１２５℃で印加電圧２．７Ｖの例を図２７、図２８に示す。図２７はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図２８は、図２６の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図２７及び図２８において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを１１２秒と判定することができる。実施例５乃至実施例７と比較すると、高温状態においても、比較的印加電圧を低く設定することによって、あまり顕著な絶縁破壊時間Ｔｄｂの低下は見られていないことがわかる。
【００６４】
（実施例８）
絶縁膜として厚さ１９Ａ（オングストローム）のＳｉＯＮ膜を用い、１２５℃で、印加電圧２．８Ｖの例を図２９、図３０に示す。図２９はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図３０は、図２９の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図２９及び図３０において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを３３秒と判定することができる。実施例５及び実施例６と比較すると、温度上昇の効果が極めて顕著に絶縁破壊時間Ｔｄｂの低下をもたらすことがわかる。
【００６５】
（実施例９）
絶縁膜として厚さ４０Ａ（オングストローム）のＨｉｇｈ−κ（Ｈｆを含むシリサイド）絶縁膜を用い、室温で、印加電圧２．４Ｖの例を図３１、図３２に示す。図３１はリーク電流Ｉleak(Ａ)と時間ｔとの関係を示し、図３２は、図３１の実験結果に基づいて、本発明の実施の形態に係る微小変化判定方法を用いて計算された微小変化判定パラメータαと時間ｔとの関係を示す。図３１及び図３２において、Ｎ＝５×１０−12と設定することにより、絶縁破壊時間Ｔｄｂを６０秒と判定することができる。
【００６６】
以上、実施例に基づいて、本発明の実施の形態にかかる微小変化判定方法について説明した。しかし、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではない。
【００６７】
本発明の微小変化判定装置、微小変化判定法及び微小変化判定プログラムは、半導体デバイスのゲート絶縁破壊だけでなく、その他各種の微小変化を判定する目的に用いて同様の効果を得ることができる。例えば、電流、電圧、容量、インダクタンス、温度、長さ、重量をはじめとする各種の物理量或いはこれに関連したパラメータの時間的あるいは空間的な微小変化を正確かつ容易に検出できる。
【００６８】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、主々変形して実施することができ、これらの実施例も本発明の範囲に包含される。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の微小変化判定装置、微小変化判定方法及び微小変化判定プログラムによれば、微小変化を確実かつ容易に判定することが可能となる。その結果、極薄のゲート絶縁膜が絶縁破壊特有のＳＢＤにより生ずる微小変化を検出することが可能となり、薄膜におけるゲート絶縁膜の絶縁破壊も確実に検出することができる。この方法をLSIの絶縁破壊時間評価に利用することによって、確実かつ簡便にゲート絶縁膜の絶縁破壊時間を評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る微小変化判定装置の模式的構成図。
【図２】本発明による微小変化判定方法を示したフローチャート図。
【図３】データ列{ａｎ}の一例を示す図。
【図４】単調増加する場合に、微小変化判定パラメータαが正となるデータ列の状態を示した図。
【図５】単調減少する場合に、微小変化判定パラメータαが正となるデータ列の状態を示した図。
【図６】微小変化判定パラメータαが０となるデータ列の状態を示した図。
【図７】振幅が小さい振動を起こしている時、微小変化判定パラメータαが負となるデータ列の状態を示した図。
【図８】振幅が大きい振動を起こしている時、微小変化判定パラメータαが負となるデータ列の状態を示した図。
【図９】測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置２４に内蔵されたプログラムにより実行される処理を表すフローチャート図。
【図１０】判定方法Ａにより得られたリーク電流Ｉleakの測定結果の一例及び本発明の微小変化判定方法によって計算され、この測定結果から算出された微小変化判定パラメータαを示した図。
【図１１】図１０に示したリーク電流を拡大表示した図。
【図１２】判定方法Ａ及び本発明の微小変化判定方法により得られた、累積不良率Ｙと絶縁破壊時間Ｔｄｂの関係を示した図。
【図１３】閾値Ｎの説明に用いる図であって、ＳｉＯ２におけるリーク電流のデータ例。
【図１４】閾値Ｎの説明に用いる図であって、ＳｉＯ２におけるリーク電流のデータ例及び算出された微小変化判定パラメータαの変化を示す図。
【図１５】室温、印加電圧３．２Ｖにおける、膜厚１８ＡのＳｉＯ２のリーク電流特性図。
【図１６】図１５のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図１７】室温、印加電圧３．３Ｖにおける、膜厚１８ＡのＳｉＯ２のリーク電流特性図。
【図１８】図１７のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図１９】１２５℃、印加電圧２．８５Ｖにおける、膜厚１８ＡのＳｉＯ２のリーク電流特性図。
【図２０】図１９のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図２１】１２５℃、印加電圧２．９５Ｖにおける、膜厚１８ＡのＳｉＯ２のリーク電流特性図。
【図２２】図２１のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図２３】室温、印加電圧２．９Ｖにおける、膜厚１９ＡのＳｉＯＮのリーク電流特性図。
【図２４】図２３のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図２５】室温、印加電圧３．０Ｖにおける、膜厚１９ＡのＳｉＯＮのリーク電流特性図。
【図２６】図２５のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図２７】１２５℃、印加電圧２．７Ｖにおける、膜厚１９ＡのＳｉＯＮのリーク電流特性図。
【図２８】図２７のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図２９】１２５℃、印加電圧２．８Ｖにおける、膜厚１９ＡのＳｉＯＮのリーク電流特性図。
【図３０】図２９のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図３１】室温、印加電圧２．４Ｖにおける、膜厚４０ＡのＨｉｇｈ−κ（Ｈｆを含むシリサイド）絶縁膜のリーク電流特性図。
【図３２】図３１のリーク電流特性における微小変化判定パラメータαの特性図。
【図３３】厚膜の半導体デバイスにおけるリーク電流Ｉleak及びそれに対し判定方法Ｂを適用した結果を示した図。
【図３４】薄膜の半導体デバイスにおけるリーク電流Ｉleak及びそれに対し判定方法Ｂを適用した結果を示した図。
【図３５】判定方法Ｃにおける実際の測定終了時間ＴＦと絶縁破壊時間Ｔｄｂとの違いを示した図。
【図３６】判定方法Ｄにおける判定方法のフローチャート図。
【符号の説明】
１０…半導体デバイス
１２…裏面電極
１４…シリコン基板
１６…ゲート絶縁膜
１８…ゲート電極
２０…電流検出器
２２…可変電源回路
２４…測定制御コントローラ／絶縁破壊寿命計算装置
２６…データ保存装置
Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ６…ステップ
Ｉleak…リーク電流
Ｔｄｂ…絶縁破壊時間
α…微小変化判定パラメータ
β…ワイブルプロットの傾き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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