CN101960571A - 半导体元件的处理方法 - Google Patents

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Abstract

在至少包括半导体的半导体元件的处理方法中，通过用波长比半导体的吸收边波长长的光照射半导体，改变半导体元件的阈值电压。半导体中的隙内状态的面密度为1013cm-2eV-1或更小。带隙可为2eV或更大。半导体可包括从由In、Ga、Zn和Sn构成的组中选择的至少一种。半导体可以是从由非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶In-Zn-O(IZO)和非晶Zn-Sn-O(ZTO)构成的组中选择的一种。光照射可在半导体元件中引起阈值电压偏移，该阈值电压偏移具有与由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移相反的符号。

Description

半导体元件的处理方法
技术领域
本发明涉及半导体元件的处理方法。特别地，本发明涉及使用光照射来处理半导体元件的方法。
背景技术
当前，关于薄膜晶体管(TFT)，为了尝试实现高性能、低温度的制造工艺以及低成本，各种各样的材料已被探求和考虑用作沟道层。从该观点看，可能的用于沟道层的材料可以是例如非晶硅、多晶硅、微晶硅和有机半导体。
近年来，作为被用作这种沟道层的有效的材料，氧化物半导体已被积极研究。例如，Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Yabuta等，Appl.Phys.Lett.，89，112123(2006)公开了通过使用作为用于沟道层的氧化物半导体的非晶In-Zn-O(IZO)薄膜和非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)膜来制造TFT的方法。
TFT根据沟道层的半导体材料、制造方法等而将具有不同的阈值电压。并且，TFT的阈值电压将由于各种因素(例如，制造工艺历史、时间相关变化、电应力、热应力等)而改变。这里，电应力是是可通过施加到半导体上的电压或电流而产生的一种应力。热应力是可通过在半导体周边从外侧施加的热或半导体的焦耳(Joule)加热而产生的一种应力。对于实际的TFT，存在可能同时施加这些应力的情况。
上述的氧化物半导体TFT也不例外。例如，Riedl等，Phys.Stat.Sol.，1，175(2007)和Kim等，International Electron Devices Meeting 2006(IEDM′06)，11-13，1(2006)指出已观察到由于电应力或由于电应力和热应力的组合而导致的阈值电压的变化。并且，如在Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Gorrn等，Appl.Phys.Lett.，91，193504(2007)中提到的那样，对于氧化物半导体TFT，可通过用可见光和紫外光照射TFT来改变阈值电压。
此外，日本专利申请公开No.H10-209460公开了一种方法，该方法通过采用光将入射到TFT的沟道层中的结构来降低TFT的阈值电压，所述TFT使用多晶硅作为沟道层的材料。
发明内容
但是，上述的文献均没有公开这样的方法：补偿或抑制可由各种因素导致的阈值电压偏移的方法或使得阈值电压的这种变化的影响较小的方法。
当要通过某种处理来补偿或抑制阈值电压偏移时，希望阈值电压以外的特性(例如，TFT中的电荷迁移率、亚阈值摆幅(sub-threshold swing)(S值)等)维持在等于执行该处理之前的条件的条件。能够实现这种目的的单元也不是已知的。例如，日本专利申请公开No.H10-209460指出，在阈值电压减小的同时，迁移率增加。此外，Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Gorrn等，Appl.Phys.Lett.，91，193504(2007)指出，在阈值电压减小的同时，迁移率减小。在诸如有机发光二极管之类的负载与TFT连接并且要通过TFT的栅极电压控制要供给到负载的电流的情况下，这些行为是有问题的。
鉴于上述的问题，本发明的一个目的是，提供使得能够补偿或抑制不希望的阈值电压变化的半导体元件的处理方法。
本发明涉及半导体元件的处理方法，所述半导体元件至少包括半导体作为它的一种组分。本发明的特征在于，通过用波长比半导体的吸收边波长(absorption edge wavelength)长的光照射半导体，改变半导体元件的阈值电压。
本发明针对至少包括半导体的半导体元件的处理方法，其特征在于：
通过用波长比半导体的吸收边波长长的光照射半导体，偏移半导体元件的阈值电压。
可屏蔽半导体使其不受波长比半导体的吸收边波长短的光照射。
可通过放在光源和半导体之间的滤波器来屏蔽半导体。
半导体元件至少可包括栅电极、源电极、漏电极、沟道层和栅绝缘层，而半导体是沟道层。
在半导体元件的处理方法中，半导体中的隙内(in-gap)状态的面密度(areal density)可以为1013cm-2eV-1或更小。
在半导体元件的处理方法中，半导体中的带隙可以为1.55eV或更大。
带隙可以为2eV或更大。
半导体可包括从由In、Ga、Zn和Sn构成的组中选择的至少一种。
在半导体元件的处理方法中，半导体的至少一部分可以是非晶的。
半导体可以是从由非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶In-Zn-O(IZO)和非晶Zn-Sn-O(ZTO)构成的组中选择的一种。
光照射可在半导体元件中引起阈值电压偏移，该偏移具有与由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移相反的符号。
由光照射引起的阈值电压偏移的量可等于由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移的量。
半导体元件的阈值电压偏移量可以为由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移量的50倍或更多倍。
可在正在发生阈值电压偏移时执行光照射。
可在发生半导体元件的阈值电压偏移之前或之后执行光照射。
通过本发明，可以改变半导体元件的阈值电压，并且，可以补偿或抑制由于诸如制造工艺历史、时间相关变化、电应力、热应力等之类的因素而导致的阈值电压偏移。此外，在可被诸如制造工艺历史、时间相关变化、电应力、热应力等之类的因素改变阈值电压的半导体元件中，可以使得阈值电压的这种变化的影响较小。另外，阈值电压以外的特性(例如，电荷迁移率、S值等)可维持在等于执行处理之前的条件的条件。
通过参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出根据本发明的半导体元件的处理方法的示例性实施例的示意图。
图2是TFT的示意性断面图。
图3是示出光照射对于TFT的传送特性的影响的图。
图4是示出在TFT的传送特性中观察的接通电压对于照射光波长的依赖性的图。
图5是示出在TFT的传送特性中观察的S值对于照射光波长的依赖性的图。
图6是示出包含于固定电荷释放中的局部化状态的面密度对于TFT的照射光波长的依赖性的图。
图7是示出TFT的传送特性的测量结果的图。
图8是示出在某些条件中的每种条件下的TFT特性的图。
图9是示出在某些条件中的每种条件下的TFT特性的图。
图10是示出在某些条件中的每种条件下的TFT特性的图。
图11是示出由于电应力而导致的Vth和Yon的变化的图。
图12是示出当正在施加电应力时Ids的时间相关变化的图。
图13是示出Vth的时间相关变化的图。
图14A、图14B、图14C和图14D是示出分别从在相应的某些条件下测量的传送特性得到的Vth、Von、μsat和S值的图。
图15是示出在某些条件中的每种条件下的TFT特性的图。
图16是示出在某些条件中的每种条件下的TFT特性的图。
图17是示出从在相应的某些条件下测量的传送特性得到的Vth、Ion和ΔIon/Ion的图。
具体实施方式
以下将参照附图描述根据本发明的半导体元件的处理方法的一个示例性实施例。
图1是示出根据本发明的处理方法的示例性实施例的示意图。半导体100(也称为半导体层)和光源200被布置在适当的位置处，并且，光210将从光源200被发射。只要能够获得希望的效果，则不必如该图所示的那样把半导体100和光源200布置成面对的布置。
半导体100可具有任何形状。半导体100可以是半导体元件的一部分，所述半导体元件包括电极和诸如绝缘体之类的其它材料。例如，半导体100可以是可被用作TFT的沟道层的半导体膜(也称为半导体薄膜)。
光源200可具有任何形状。作为光源200，可以使用诸如热灯丝、放电光源、发光二极管之类的自发光型。或者，可以使用诸如太阳光、来自室内照明的光之类的环境光作为光源200。这些光源中的任一种可具有用于控制波长、照射强度和照射时间的控制单元。
在图1的结构中，将用波长比半导体100的吸收边波长(即，在基于半导体中的自由载流子的带间跃迁的光吸收方面能量最低的光的波长)长的光210照射半导体100。由此，可以仅改变使用半导体作为其组分的半导体元件的阈值电压。可以认为阈值电压的这种变化的原因可以是，由于光照射，所以在半导体内或在半导体附近捕获的诸如载流子之类的固定电荷被释放。可以在正在形成半导体元件时或者在形成半导体元件之后执行对于半导体的这种光照射。
在正在形成半导体元件时执行光照射的情况下，可以在制造过程的任意点处用光照射半导体。但是，在这种情况下，考虑到下面这样使得照射面积更大，在半导体上施加诸如金属电极之类的屏蔽材料之前执行光照射更好。
在形成半导体元件之后执行光照射的情况下，只要其阈值电压被改变的半导体元件具有光可到达半导体的结构，则该半导体元件可以具有任何形式。例如，半导体元件可以是诸如场效应晶体管或通过使用半导体100作为沟道层而形成的TFT之类的晶体管。通过使用半导体100作为沟道层而形成的TFT可以是诸如图2所示的TFT之类的TFT，其中，在栅电极312上形成栅绝缘层311、源电极321、漏电极322和沟道层330。在图2的TFT的情况下，可以在源电极321和漏电极322之间的开口部分处用光210照射作为半导体的沟道层330。显然的是，可适用的TFT不限于所示出的TFT。当半导体元件是TFT时，根据条件，可使得光照射前后的传送特性(Ids-Vgs特性，这里，Ids是漏极-源极电流，Vgs是栅极-源极电压)的变化实际上等同于沿Vgs轴的平行偏移。即，通过选择光210的照射条件，可以在不改变电场迁移率和S值的情况下实质只改变阈值电压。
此外，半导体元件可以是Schottky结元件或p-n结元件。半导体元件的阈值电压例如可以被定义为使预定的正向电流流动所需的施加电压。半导体元件的阈值电压还可被定义为使用刚刚提到的结元件的变阻器的击穿电压。否则，在p-n结元件是通过施加的电流或电压发光的元件的情况下，半导体元件的阈值电压可被定义为发光阈值电压。
本发明的示例性实施例也可被应用于半导体薄膜。即，关于被形成为具有被添加任意结构的半导体薄膜的半导体元件的阈值电压，可考虑可通过光照射和/或其它因素而引起的阈值电压的变化量。
光210不需要是单色光，而是光210可以是多个离散谱光的混合光或连续谱光。
在本发明的示例性实施例中，在发射光时，阈值电压将自然地发生改变。但是，如稍后将关于第六个实例所描述的那样，可能存在即使在停止光照射之后阈值电压的值也会变得与光照射之前不同的情况。也可利用这种行为。例如，可以认为，这种即使在光被关闭之后阈值电压也发生变化的行为是由在半导体内或在半导体附近捕获的载流子由于光激励而被重新布置以最终保持在与光照射之前不同的平衡状态所导致的。
在上述的一系列的过程中，希望半导体100被完全屏蔽以免受波长比半导体100的吸收边波长短的光的照射。其原因在于，如果用短波长的光照射半导体100，那么阈值电压以外的特性也会大大地改变。此外，如果用短波长的光照射半导体100，那么，如长波长的光的情况一样，可能存在即使在照射光被关闭之后照射光的影响也将在半导体中残留的情况。可以认为，当用短波长而不是吸收边波长的光照射半导体时半导体的各种特性改变的行为与因为由光导致的载流子的带间跃迁而使得价电子带/导带中的载流子密度和隙内状态中的占有状态大大改变的行为有关。
当光源的发射光谱是连续谱时，可通过采用与光源组合的适当的光谱调整单元来实现上述的波长条件。为了能够实现光源的光谱调整，例如，可以在半导体元件和光源之间插入吸收型、反射型和散射型之一的滤波器。此外，可使得半导体元件的一部分(例如，TFT的沟道保护层)和相关的部件(例如在塑料基板上形成的TFT的基板)具有使得能够吸收/反射/散射引向半导体的特定光的滤波器功能。在光源从开始发射单色光并因此不发射短波长的光的情况下，不特别需要调整光源的光谱。但是，在这种情况下，需要屏蔽半导体自身以免受从与上述光源不同的光源发射的光(例如，环境光等)中的这种短波长光的照射。
只要能够实现本发明的有效优点，照射半导体100的光的波长没有上限。但是，当半导体元件是非晶IGZO-TFT(将在后面描述)时，随着光的波长变长，可通过光照射而获得的单位时间的阈值电压偏移量将变小。因此，关于希望在半导体元件处引起的阈值电压偏移量，将存在依赖于光的照射时间和强度的有利的波长范围。
根据本发明，有利的波长范围是大于或等于吸收边波长但不超过660nm的长度。
可通过光照射在半导体元件处引起的阈值电压偏移量还可根据半导体元件的形式、半导体元件的缺陷密度和半导体元件的操作状况而改变。因此，需要在各种场合下测量阈值电压的变化量。
关于半导体100，希望隙内状态的面密度为1013cm-2eV-1或更小。隙内状态是可通过被用光照射而在导带或价电子带中产生自由载流子的半导体中的局部化状态。面密度是隙内状态的这样的密度，该密度被转换成半导体元件的导电区域(即，在半导体元件是诸如TFT之类的场效应晶体管的情况下，范围从栅绝缘层到半导体界面的区域)的界面密度。如将在后面描述的第一个实例中的ΔNt的情况一样，可得到例如TFT的隙内状态的面密度。关于隙内状态密度大于这样的值的半导体，即使在光子能量比带隙的光子能量充分小(例如，约小一半)的照射的情况下，隙内状态和导带(价电子带)之间的电子(空穴)的激励过程也将变得不再微不足道。即，即使通过用波长比吸收边波长充分长的光照射，也将出现与短波长的光的情况相类似的影响，这是不希望的情况。
希望半导体100的带隙为1.55eV或更大。通过该条件，在光源200要发射连续谱的光的情况下，将存在调整单元的更多选项，所述调整单元可调整光210的波长，以满足上述关于半导体100的吸收边波长的条件中的每一个。例如，当与半导体中的自由载流子的带间跃迁(吸收边)对应的光子能量处在可见光区域(与800nm或更小的波长对应)中时，可以应用使用有机染料的吸收的普通的高截滤波器(也称为低通滤波器)。通过在光源200和半导体100之间布置这种滤波器，可以容易地实现下述状态：半导体被用波长比半导体吸收边波长长的光照射，而基本上不被用波长比半导体吸收边波长短的光照射。
更希望半导体的带隙为2eV或更大。这是由于，可以认为，当使用半导体100作为TFT的沟道层时，在TFT处于截止状态时的沟道泄漏电流将依赖于半导体100中的带隙。特别地，可通过下式估计沟道泄漏电流Ioff(A)。
Ioff＝q(ni(μe+μh))·(W/L)·d·Vds
这里，q表示元电荷。可由ni表示的值是可表示为ni＝(√(NcNv))·exp(-Eg/2kT)的本征载流子密度，其中，Nc表示导带边的状态密度，Nv表示价电子带边的状态密度，Eg表示带隙，k表示Bolzmann系数，T表示绝对温度。可由μe表示的值是电子漂移迁移率。可由μh表示的值是空穴漂移迁移率。可由W表示的值是TFT的沟道宽度。可由L表示的值是TFT的沟道长度。可由d表示的值是沟道层厚度(nm)。可由Vds表示的值是TFT的漏极-源极电压。
将通过上式估计Ioff对于Eg的依赖性。假如d＝20nm，W/L＝4并且使用单晶硅的材料常数作为除Eg以外的所有材料常数，那么如果Eg大于约2eV，那么Ioff可保持在约10-18A或更小。在要通过这种TFT执行存储电容(静电电容1pF)中的电势写入/保持的情况下，即使在106s(即，11.5天)之后，由于沟道泄漏电流导致的写入电势的变化也可保持在1V或更小。这是所希望的情况，原因是，如果例如使用TFT作为显示装置的底板，那么显示内容可被保持几天。
至少包括In、Ga、Zn和Sn中的一种的半导体可以是满足上述所有条件的半导体。因此，在本发明的示例性实施例中，希望使用至少包括In、Ga、Zn和Sn中的一种的半导体作为半导体100。例如，本发明适用于具有诸如In-Ga-As、In-Ga-Al-As、Ga-As、Zn-O、Zn-S和Zn-Se之类的成分元素的半导体。
此外，希望半导体100的至少一部分是非晶的。其原因在于，与多晶半导体相比，包括非晶部分的半导体将关于蚀刻等具有更好的可加工性和在电气特性方面更好的短程均匀性。
非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶In-Zn-O(IZO)或非晶Zn-Sn-O(ZTO)可以是满足上述所有条件的半导体。因此，在本发明的示例性实施例中，更希望使用诸如非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶In-Zn-O(IZO)或非晶Zn-Sn-O(ZTO)之类的半导体作为半导体100。
希望调整要用来照射半导体100的、波长比半导体100的吸收边波长长的光的强度、照射时间或波长。通过这种调整，可如希望的量那样多地引起阈值电压的变化。
可通过被提供有适当的光谱调整单元/光强度调整单元/光中断控制单元的任意的照明系统实现关于强度/照射时间/波长的光的调整。作为光源，可以使用氙气灯、白炽灯或发光二极管。根据光源的发射光谱，要使用的光谱调整单元可以任意选自衍射光栅单色器、高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器。虽然也可以调整光源自身的发光强度，但可以使用ND滤波器或扩散板作为光强度调整单元。虽然也可以调整光源自身的照明/不照明，但是可以使用电磁快门等作为用于控制光照射/中断的光中断控制单元。作为被提供有这些功能的照明系统，可以在实现本发明时使用用于第一个实例中的光谱照射光源。
可由光照射导致的阈值电压偏移的符号(即，正方向或负方向)依赖于半导体元件。例如，在半导体元件是作为n沟道TFT的非晶IGZO-TFT的情况下，通过波长比非晶IGZO的吸收边波长长的光的照射，阈值电压将降低(即，在负方向上偏移)。
就本发明的实现而言，不特别规定可由光照射导致的阈值电压偏移的符号。但是，希望该方向与可由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的有问题的阈值电压偏移的方向相反。例如，在半导体元件为非晶IGZO-TFT的情况下，当正的栅极-源极电压作为电应力被施加时，阈值电压将增加(即，在正方向上偏移)，意味着该阈值电压偏移将具有与由光照射导致的阈值电压偏移相反的符号。
在阈值电压在反方向上偏移的情况下，希望通过调整上述的光照射条件使得要由光210导致的阈值电压偏移将以与有问题的阈值电压偏移的量确切地相同的量补偿阈值电压偏移。由此，半导体可以在不受有问题的阈值电压偏移影响的情况下被使用。
此外，当阈值电压要在反方向上偏移，并且，即使由光导致的阈值电压偏移将比有问题的阈值电压偏移小，即，即使有问题的阈值电压偏移将不能被完全地补偿时，也仍然能够获得有利的效果。例如，即使有问题的阈值电压偏移将不能被光照射完全地补偿时，有问题的阈值电压偏移将仍然被抑制，并且，半导体的寿命可被延长。作为一个实例，将示出采用作为半导体100的非晶IGZO作为沟道层的TFT被外部电路驱动并被用作开关元件的情况。当半导体的阈值电压中的有问题的变化(增加)发展为超过外部电路的驱动电压范围时，TFT将停止执行切换操作并归于衰老无用。对于这种情况，通过以上述的方式用光照射半导体100，即使阈值电压的有问题的变化(增加)将不能被光照射完全补偿，也可在一定程度上延长TFT的寿命。
此外，通过光照射，还能够产生比有问题的阈值电压变化大的阈值电压变化。在这种情况下，可由光210导致的阈值电压偏移相对于有问题的阈值电压偏移越大，则可越多地相对减小由有问题的阈值电压偏移导致的影响。特别地，希望半导体元件的光引起的阈值电压偏移的大小为有问题的阈值电压偏移的大小的50倍或更多倍。但是，如果可由光210导致的阈值电压偏移充分大于有问题的偏移，那么偏移的符号(即，正方向或负方向)不需要与有问题的阈值电压偏移的符号相反。
希望在发生有问题的阈值电压偏移的期间中执行来自光源200的光210的照射。例如，在有问题的阈值电压偏移和由于光210导致的阈值电压偏移的符号彼此相反并且两者的阈值电压偏移速率大致相等的情况下，可通过使两偏移同时发展来迅速调整阈值电压。
此时，还希望在发生有问题的阈值电压偏移的期间之前或之后执行光照射。例如，将考虑有问题的阈值电压偏移和由于光210导致的阈值电压偏移的符号彼此相反并且后一种阈值电压偏移发展得远比前一种阈值电压偏移快的情况。在这种情况下，通过在有问题的阈值电压偏移缓慢地发展的长时间段之前和之后，间歇地用光210执行光照射短的时间段，将能够更稳定地使用半导体。
如果有问题的阈值电压偏移重复发生，那么可在适当的情况下重复执行光照射。例如，可以与有问题的阈值电压偏移的发生交替地重复执行光照射。
实例
现在将描述本发明的实例。本发明不受以下实例的限制。
(实例1)
在本实例中，首先制造TFT，并且，在TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，考虑光照射对于TFT的可能的影响。
(制造非晶IGZO膜)
首先，制造作为半导体膜的非晶IGZO膜以评价该膜的物性(physicality)。
制备已被脱脂的玻璃基板(#1737，Corning公司)作为成膜基板。使用具有InGaO3(ZnO)成分的多晶烧结压体(直径为98mm，厚度为5mm，电导率为0.25S·cm-1)作为靶材(target material)。通过包含5体积百分比(volume percent)的氧气的氧气-氩气混合气体，使得成膜时的沉积室内的总压力为0.5Pa。靶子和成膜基板之间的距离为75mm。以
Figure BPA00001213145900121
的成膜速率、用RF 200W的电源执行成膜。不特别控制基板温度。
当用肉眼观察时，在基板上层叠至60nm厚度的膜是透明的。使得X射线相对于测量表面以0.5度的入射角入射到60nm层叠膜上，在这种条件下，通过薄膜方法执行X射线衍射测量。作为测量的结果，没有看出明显的衍射峰。因此，确定制造的In-Ga-Zn-O膜为非晶的。作为X射线荧光(XRF)分析的结果，薄膜的金属成分比为In∶Ga∶Zn＝1∶0.9∶0.6。此外，当通过使用钛和金的气相沉积层压膜的共面型电极图案执行电流-电压测量来测量薄膜的电导率时，电导率被测量为约1×10-6(S·cm-1)。假定电子迁移率为约5(cm2·V-1·s-1)，那么可以估计电子载流子密度为约1012(cm-3)。
以上述方式，确认制造的In-Ga-Zn-O系统的薄膜具有包括In、Ga和Zn的非晶氧化物半导体a-IGZO，并且，薄膜的至少一部分是非晶的。
(制造TFT)
下面，通过以下的过程制造TFT。图2示出TFT的断面图。
首先，尺寸为20mm(长度方向)×20mm(横向)×0.525mm(厚度)的具有热氧化硅膜(100nm厚)的n+-硅晶片被清洁以被用作基板。与上面的类似，通过RF磁控管溅射在基板上形成作为半导体的非晶IGZO(在成膜气体为O2(5体积百分比)+Ar、成膜压力为0.5Pa、电源为200W并且使得膜厚为20nm的条件下)。在溅射成膜的过程中，不特别控制基板温度。然后，非晶IGZO通过蚀刻被构图为预定的尺寸，以变成沟道层。然后，到现在为止的整个产品在大气中以300℃的温度被加热20分钟。然后，光致抗蚀剂(photoresist)膜在已被加热的产品上被形成并被构图，然后，通过电子束蒸镀技术，钛和金的膜被形成为总厚度100nm。然后，通过剥离抗蚀剂膜，形成源电极和漏电极。
通过上面的过程，获得被设置有源电极321和漏电极322的TFT300，这里，基板的导电部分为栅电极312，热氧化膜为栅绝缘层311，并且，非晶IGZO为沟道层330。沟道宽度W为80μm，沟道长度L为10μm。关于该TFT，在漏极-源极电压Vds为+20V的条件下测量传送特性(Ids-Vgs特性，这里，Ids是漏极-源极电流，Vgs是栅极-源极电压)，作为结果，呈现明显的n沟道特性。基于(√Ids)-Vgs特性的线性拟合得到的阈值电压(Vth)和饱和迁移率(μsat)分别为4.8V和12.9cm2·V-1·s-1。S值被测量为0.6V·dec-1。
在该TFT中，源电极321和漏电极322相互分开如沟道长度L那样多。因此，通过在图2所示的状态中从上方发光，光将到达作为半导体的沟道层330。
(考虑光照射对于TFT的影响)
下面，通过符合本发明的示例性实施例的方法，在TFT上执行光照射，以考虑光照射对于TFT的可能的影响。对于光照射，使用下述照明系统(光谱照射光源)：该照明系统可将来自氙气灯的光引向衍射光栅单色器以在TFT上发射单色光。单色器的光狭缝宽度为24nm。调整被插入光路中的密度可变的中性密度(ND)滤波器处的密度，以使各波长处的照射强度为0.2mW·cm-2。还在光路中插入磁性快门，由此能够在任意时间段中控制光照射/不照射。
首先，用波长为600nm的单色光对TFT照射100秒，然后，在Vds被设为+0.5V的条件下，在连续地在TFT上发射光的同时，测量传送特性。然后，用波长为590nm的单色光对TFT照射100秒，然后，类似地，在连续地在TFT上发射光的同时，测量传送特性。从那时起，在每隔10nm地扫描波长的同时，关于下至300nm的波长以类似的方式实施测量。图3中示出了测量的结果。为了简化，示出关于诸如600nm、550nm和500nm等的每隔50nm的照射光波长的传送曲线。随着照射光的波长变短，传送曲线在Vgs的负方向上单调移动。并且，在短波长侧，曲线的形状发生改变。
下面，更详细地考虑迁移率和传送曲线的曲线形状的变化。可认为接通电压Von(即，Ids超过10-10A的Vgs)具有与Vth的TFT特性指数类似的TFT特性指数。为各波长得到Von值和S值(即，Von附近的(Log(Ids))-Vgs曲线梯度的倒数)，并且关于波长画出所述值，由此绘制图4和图5。可以看出，Von和S值的值均从超出特定点处开始急剧地发生变化，所述特定点是照射光波长约为360nm的点。关于360nm或更长的照射光波长，S值的变化将大致为测量误差或更小。实际上，虽然发现传送曲线的形状可被视为在暗状态中测量的传送特性是平行移动的，但是，下至360nm的照射光波长，传送曲线的形状没示出这么多变化。另一方面，从超出特定点开始，S值急剧增加，所述特定点是波长为360nm的点。这说明比360nm短的波长侧的传送曲线的形状会发生改变。
可通过释放在隙内电平中捕获的分布于半导体中或半导体附近的负的固定电荷，解释在比360nm长的波长侧的传送曲线的平行移动。另一方面，关于比360nm短的波长已被提到的传送特性的变化的机制尚未被限定。据推测，它与这样一种行为有关，即，因为由光导致的自由载流子的带间跃迁，所以价电子带或导带中的载流子密度和隙内状态中的占有率大大改变。
(估计隙内状态密度)
下面将估计与传送特性的平行移动有关的隙内状态的面密度ΔNt(cm-2·eV-1)。
参照图4，将得到在照射光波长λ向短波长侧移动10nm的情况下的Von的偏移量ΔVon作为λ(360nm≤λ≤600nm)的函数。可以认为，随着每次λ改变10nm而出现的固定电荷的释放，Von可能由于不会因较小光子能量的激励而被释放的新释放的固定电荷发生改变。可由ΔVon·栅绝缘层电容Ci(F·cm-2)·元电荷q(C)得到新释放的固定电荷的面密度Nf(cm-2)，如下面这样。
ΔNf＝Ci·|ΔVon|/q
考虑针对各λ扫描步骤的与照射光子能量增量Δ(hν)有关的校正，包含于固定电荷释放中的局部化状态的面密度ΔNt(cm-2·eV-1)可被表示如下。
ΔNt＝ΔNf/Δ(hν)＝ΔNf/Δ(hc/λ)
这里，h表示普朗克常数，c表示光在真空中的速度。虽然由于λ的变化导致的照射光子数量的变化被忽视，但是，由其产生的可能的误差在λ扫描范围的两端将至多只有约两倍。
图6示出针对照射光子能量绘出的ΔNt。这将示出基于半导体中的导带的上端中的能量EC的状态密度。
通过以上给出的分析，从EC-2(eV)到EC-3.4(eV)的能量E的非晶IGZO中的ΔNt(E)可被估计为约1013(cm-2·eV-1)或更小。
虽然尚不能规定上述隙内状态存在的位置，但是，在隙内状态分布于半导体块体中的情况下，希望隙内状态的密度用体积密度ΔNt′(cm-3·eV-1)评价。当半导体膜厚为d(cm)时，这种隙内状态可被估计如下。
ΔNt′＝ΔNt/d
即，对于膜厚为10nm的半导体膜，ΔNt＝1013(cm-2·eV-1)将等同于ΔNt′＝1019(cm-3·eV-1)。
(实例2)
在本实例中，首先制造TFT，并且，在TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施条件评价。
首先，在与第一个实例的情况相同的条件下，在具有热氧化硅膜(100nm厚)的n+-硅晶片上形成厚度为20nm的非晶IGZO半导体。这种非晶IGZO半导体的吸收边波长被估计如下。通过紫外线-可见光椭偏光谱(spectroscopic ellipsometry)，得到关于反射的偏振光p和s的相位差和振幅比。此外，基本(带边间(inter-band-edge))吸收和尾部(子带)吸收分别被假定为Tauc-Lorentz型吸收和Gaussian型吸收，在此基础上，执行消光系数和折射率的拟合分析，以满足Kramers-Kronig关系。作为结果，基本吸收的边即物质的光学带隙被测量为3.5eV(即，354nm)。
然后，通过以下的过程制造采用非晶IGZO半导体作为沟道层的TFT。首先，在与上述条件相同的条件下，在具有热氧化硅膜(100nm厚)的n+-硅晶片上形成要变成半导体的非晶IGZO。然后，通过蚀刻，非晶IGZO被构图成预定的尺寸。然后，到现在为止的整个产品在大气中以300℃的温度被加热20分钟。然后，通过电子束蒸镀技术形成总厚度为100nm的钛和金的膜，并且，形成通过剥离而构图的源电极和漏电极。
对于以上述方式形成的TFT，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性。测量结果由图7中的实线(1-1)示出。此外，在图8的(1-1)中示出从这些结果得到的TFT特性(Vth、μsat和S值)。
另外，在用波长比半导体吸收边波长(354nm)长(即，400nm的波长)并且强度为0.2mW·cm-2的单色光照射半导体时，执行类似的测量和分析。这种情况下的传送特性由图7中的短划线(1-2)示出，并且，在图8的(1-2)中示出TFT特性。
对于执行光照射处理的情况下的TFT特性，与不执行光照射处理的情况下的TFT特性(即，暗处中的TFT特性)相比，Vth明显降低。同时，在前一种情况下，迁移率的变化率为约6％，并且，S值的变化率处于测量系统的检测灵敏度水平或更低。此外，传送特性的变化可被视为在负方向上相对于Vgs的平行移动。这样，在本实例中，半导体元件的阈值电压能够适当地被偏移。同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例3)
在本实例中，首先制造与第二个实例中的TFT类似的TFT，并且，在TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施评价。此时，使得光照射中的光的波长比半导体的吸收边波长长。
对于与第二个实例中的TFT类似的TFT，在用波长比TFT的半导体吸收边波长(354nm)长(即，500nm的波长)并且强度为0.2mW·cm-2的单色光照射半导体时，测量传送特性。测量结果由图7中的虚线(1-3)示出。并且，在图8的(1-3)中示出TFT特性。
对于在执行光照射处理情况下的TFT特性，与在第二个实例中测量的在暗处中的TFT特性相比，如同第一个实例的情况那样，仅Vth降低，而迁移率和S值变化不多。另一方面，Vth的减小量比波长为400nm的第二个实例的情况下小。这样，在本实例中，半导体元件的阈值电压能够适当地被偏移。同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(比较例1)
在本比较例中，首先制造与第二个实例中的TFT类似的TFT，并且，在TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施评价。此时，使得光照射中的光的波长比半导体的吸收边波长短。
对于与第二个实例中的TFT类似的TFT，在用波长比TFT的半导体吸收边波长(354nm)短(即，320nm的波长)并且强度为0.2mW·cm-2的单色光照射半导体时，测量传送特性。测量结果由图7中的虚短划线(1-4)示出。并且，在图8的(1-4)中示出TFT特性。
在这种情况下，与在第一个实例中测量的暗处中的TFT特性相比，Vth、迁移率和S值均大大改变。即，通过波长比半导体的吸收边波长短的光，阈值电压以外的特性也被不期望地大大改变。
(实例4)
本实例是关于从制造工艺历史方面对于阈值电压偏移的考虑。首先，制造如下面指示的那样的两类TFT，并且，在所述TFT中的每一个上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施评价。
(TFT-A)用与第二个实例的情况相同的工艺制造的TFT。
(TFT-B)用与第二个实例的情况相同的工艺制造的TFT，在该TFT上，作为制造工艺之后的一个清洁工艺，用化学溶液进行冲洗。
对于各TFT，在Vds被设为+20V的同时在暗处中测量传送特性。对于TFT-B，在用波长比TFT-B的半导体吸收边波长(354nm)长(即，500nm的波长)并且强度为0.2mW·cm-2的单色光照射半导体时，执行类似的测量。图9中示出从这些测量得到的TFT特性。在图9(2-2)中，可以看出，由于冲洗，TFT-B的阈值电压急剧增加。
从图9明显地看出，半导体元件的阈值电压能够被偏移。此外，在可具有因制造工艺历史导致的阈值电压偏移的半导体元件中，能够抑制该阈值电压偏移。同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
在本实例中，可以认为，冲洗工艺是有问题的阈值电压偏移的原因。但是，认为本发明对于由其它原因导致的阈值电压偏移是有效的。特别地，认为本发明对于由静电导致的阈值电压偏移和由任意加热工艺中的不均匀加热导致的阈值电压偏移是有效的。
(实例5)
在本实例中，首先制造与第二个实例中的TFT类似的TFT，并且，在TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施评价。对于这种情况，分别在紧接在TFT制造之后和在TFT制造之后半年，测量传送特性。
首先，在紧接在TFT制造之后，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性。然后，对于该TFT，在TFT制造之后半年，在暗处中再次测量传送特性，然后，在用波长比TFT的半导体吸收边波长(354nm)长(即，500nm的波长)并且强度为0.2mW·cm-2的单色光照射半导体时，类似地测量传送特性。在图10中示出从这些测量得到的TFT特性。
在图10明显地看出，在光照射之后，与光照射之前相比，Vth大大降低，并最终几乎恢复到在紧接在TFT制造之后获得的值。同时，迁移率的变化率约为初始值的6％，并且，S值的变化率处于测量系统的测量误差水平或更低。此外，传送特性的变化可被视为在负方向上相对于Vgs的平行移动。
以上述方式，在本实例中，半导体元件的阈值电压能够被偏移。而且，在可具有因时间相关变化导致的阈值电压偏移的半导体元件中，能够抑制该阈值电压偏移。同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例6)
在本实例中，首先制造与第二个实例中的TFT类似的TFT，并且，在各TFT上施加根据本发明的示例性实施例的处理，在这种条件下，实施评价。在这种情况下，在出现因电应力导致的阈值电压偏移的期间中，执行光照射。
首先，制造与第一个实例中的TFT类似的TFT的四个样品(4-1～4-4)。对于这些TFT中的每一个，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性。然后，为期1800秒地向各TFT施加以下电压作为电应力：+0.1V的Vds和+20V的Vgs。同时，使用在如下指示的、对于各TFT不同的条件下的单色光照射1800秒。
(4-1)没有光照射。
(4-2)用波长为400nm并且光强度为0.02mW/cm2的光执行光照射。
(4-3)用波长为400nm并且光强度为0.2mW/cm2的光执行光照射。
(4-4)用波长为600nm并且光强度为0.2mW/cm2的光执行光照射。
由衍射光栅单色器控制光的波长。分别通过插入在光路中的ND滤波器和磁性快门来调整光强度和照射时间。
然后，停止光照射，并且，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中再次测量各TFT的传送特性。
从施加电应力之前和之后测量的各传送特性，得到Vth、Von、μsat和S值。对于这些值中的Vth和Von，在图11中示出由该应力导致的相应变化ΔVth(V)和ΔVon(V)。同时，在这些情况中的任一种情况下，施加电应力之前和之后之间的μsat和S值的变化分别小于初始值的2％和6％。
从上面示出的结果明显地看出，在本实例中，执行光照射之后的半导体元件的阈值电压能够被偏移。而且，如(4-2)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，该阈值电压偏移能够被补偿。并且，如(4-3)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够使得该阈值电压偏移的影响较小。另外，如(4-4)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够抑制该阈值电压偏移。当针对(4-3)的情况考虑这种情况时，可以认为，可通过在维持照射光照强度的同时选择适当的光波长来实现更精确的补偿。
同时，对于上面的所有情况，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
基于以上示出的结果，可以假定，如果在照射光强度为0.2mW·cm-2并且照射时间为1800秒的条件下、在TFT上执行光照射时使用波长为660nm或更大的光，那么效果将变得较小。其原因在于，如果上述的ΔVth和ΔVon针对波长被绘出并在长波长侧外推，那么ΔVth和ΔVon将变得等于不在照射光的波长为660nm处执行光照射的(4-1)的情况。
(比较例2)
在本比较例中，首先制造与第六个实例中的TFT类似的TFT，在这种条件下，执行类似的实验。但是，在这种情况下，把波长为320nm(比半导体吸收边波长(354nm)短)并且光强度为0.2mW·cm-2的光用于光照射。
作为实验的结果，所测量的阈值电压的变化明显大于在第六个实例中测量的阈值电压的变化(即，测量的ΔVth为-14.7V，测量的ΔVon为-18.0V)。但是，μsat和S值的变化分别增加初始值的24％和51％，这是不希望的结果。
(实例7)
在本实例中，如下面将描述的那样，通过调整针对在非晶IGZO上执行的光照射的光照射时间，调整半导体元件的阈值电压偏移量。
在图12中示出在第六个实例中测量的电应力下的Ids的时间相关变化ΔIds。ΔIds的值表示相对于在光照射(或电压施加)的开始时间(时间t＝0)的电流Ids的增加/减小。
基于此，可以获得在任意时间的各TFT的阈值电压。由于通过光照射，仅Vth会改变，而场效应迁移率保持恒定，因此，Ids的所有变化将依赖于Vth的变化。因此，可从下式得到在任意时间的Vth。
Ids＝(W/L)·μlin·Ci·(Vgs-Vth)·Vds
这里，W表示沟道宽度，L表示沟道长度，μlin表示线性迁移率，Ci表示栅绝缘层电容(F·cm-2)。
在图13中示出在假定μlin等于μsat时得到的从时间t＝0开始的Vth的变化量ΔVth。例如，对于在Ids要逐渐增加的条件下的(4-3)的情况，发现Vth随着时间流过而减小。
这样，通过调整光照射时间，半导体元件的阈值电压的大小能够被偏移。并且，如(4-2)和(4-4)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够抑制该阈值电压偏移。此外，如(4-3)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够使得该阈值电压偏移的影响较小。
同时，对于以上的所有情况，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例8)
在本实例中，如下面将描述的那样，通过在出现因电应力而导致的阈值电压变化的时间段之后执行光照射，半导体元件的阈值电压被偏移。
在本实例中，使用与第二个实例中的TFT类似的TFT的一个样品，用下面的过程依次测量传送特性(5-1)～(5-4)。
a)在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性(5-1)。
b)在暗处中，为期3600秒地施加以下电压：+20V的Vds和+20V的Vgs。
c)在暗处中类似地测量传送特性(5-2)。
d)用波长为400nm并且光强度为0.02mW·cm-2的单色光执行为期100秒的光照射。
e)在暗处中测量传送特性(5-3)。
f)用波长为400nm并且光强度0.2mW·cm-2的单色光执行为期100秒的光照射。
g)在暗处中执行传送特性(5-4)。
通过插入在光路中的ND滤波器和磁性快门来调整光强度和照射时间。
在图14A～14D中示出从各传送特性得到的Vth、Von、μsat和S值的值。Vth和Von均因电应力而增大，但是，然后会通过光照射而减小。同时，迁移率和S值的变化分别小于2％和4％，这些是希望的数字。
这样，半导体元件的阈值电压能够被偏移。此外，如(5-1)～(5-3)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够抑制该阈值电压偏移。而且，如(5-1)～(5-4)的情况那样，对于可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件，能够使得阈值电压偏移的影响较小。另外，在可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件中，还能够通过从上面示出的条件选择适当的条件来补偿阈值电压偏移。
同时，对于以上的所有情况，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例9)
在本实例中，如面将描述的那样，通过在出现由于电应力导致的阈值电压偏移的时间段之前执行光照射，半导体元件的阈值电压被偏移。
对于与第二个实例中的TFT类似的TFT，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性。然后，用波长和光强度为如图15的(6-2)所示的那样的单色光执行为期2000秒的光照射，然后，在暗处中类似地测量传送特性。然后，在暗处中，在图15的(6-3)所示的条件下施加电压Vds和Vgs作为电应力，然后，在暗处中再次测量传送特性。在图15中示出通过这样的测量得到的TFT特性。
从图15明显地看出，半导体元件的阈值电压能够被偏移。此外，在可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件中，能够抑制该阈值电压偏移。
同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例10)
在本实例中，如下面将描述的那样，在阈值电压偏移是由热应力导致的TFT上执行光照射。
对于与第二个实例中的TFT类似的TFT，在Vds被设为+20V的同时，在暗处中测量传送特性。然后，在大气中以200℃的温度把整个TFT加热15分钟，然后，在暗处中再次测量传送特性。此外，用波长和光强度为图16的(7-3)所示的单色光照射TFT，然后，在暗处中类似地测量传送特性。在图16中示出通过这样的测量得到的TFT特性。
从图16明显地看出，半导体元件的阈值电压能够被偏移。此外，在可具有因热应力导致的阈值电压偏移的半导体元件中，能够抑制该阈值电压偏移。
同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
(实例11)
在本实例中，制造与第二个实例中的TFT类似的两个TFT，并且，确认这两个TFT的特性是一样的。对于所述TFT中的一个，在Vds被设为+20V的同时，测量传送特性(8-1a)。在图17的(8-1a)中示出从测量的传送特性得到的Vth和接通电流Ion(即，在施加+20V的Vds和+10V的Vgs时的Ids)的值。另一方面，对于所述TFT中的另一个，在为期100秒地施加+0.1V的电压Vds和+20V的电压Vgs作为电应力之后，类似地测量传送特性(8-1b)。在图17的(8-1b)中示出从测量的传送特性得到的Vth和Ion的值。此外，在各TFT上执行波长为400nm并且光强度为0.2mW·cm-2的光的光照射，在这种条件下，类似地测量传送特性(8-2a)和(8-2b)。分别在图17的(8-2a)和(8-2b)中示出从测量的传送特性得到的Vth和Ion的值。同时，光照射前后之间(即，在(8-1a)和(8-2a)之间以及在(8-1b)和(8-2b)之间)的饱和迁移率、μsat、S值等的变化均小于5％。
从图17明显地看出，能够通过光照射引起TFT的这样的阈值电压偏移：该阈值电压偏移为由电应力引起的阈值电压偏移量的50倍。此时，(8-2a)和(8-2b)之间的Ion的变化率即ΔIon/Ion为(8-1a)和(8-1b)之间的ΔIon/Ion的一半。这里，(8-2a)和(8-2b)之间的ΔIon/Ion可被定义为(8-2a)和(8-2b)之间的Ion的差值ΔIon与Ion的值之比，并且，可类似地定义(8-1a)和(8-1b)之间的ΔIon/Ion。
这样，通过光照射，由电应力引起的Ion的变化率能够减小为初始值的一半。
即，在可具有因电应力导致的阈值电压偏移的半导体元件中，能够使得阈值电压偏移的影响较小。
同时，半导体元件的除阈值电压以外的特性(例如电荷迁移率、S值等)能够保持等同于处理之前的所述特性。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式及等同的结构和功能。
本申请要求在2008年3月6日提交的日本专利申请No.2008-056284的权益，在此引入其全部内容作为参考。

Claims (15)

1.一种半导体元件的处理方法，所述半导体元件至少包括半导体，其特征在于，
通过用波长比所述半导体的吸收边波长长的光照射所述半导体，偏移所述半导体元件的阈值电压。
2.根据权利要求1的半导体元件的处理方法，其特征在于，对于波长比所述半导体的吸收边波长短的光屏蔽所述半导体。
3.根据权利要求1和2中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体元件至少包括栅电极、源电极、漏电极、沟道层和栅绝缘层，而所述半导体是沟道层。
4.根据权利要求1～3中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体中的隙内状态的面密度为1013cm-2eV-1或更小。
5.根据权利要求1～4中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体中的带隙为1.55eV或更大。
6.根据权利要求5的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述带隙为2eV或更大。
7.根据权利要求1～6中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体包括从由In、Ga、Zn和Sn构成的组中选择的至少一种。
8.根据权利要求1～7中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体的至少一部分是非晶的。
9.根据权利要求8的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体是从由非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)、非晶In-Zn-O(IZO)和非晶Zn-Sn-O(ZTO)构成的组中选择的一种。
10.根据权利要求2～9中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，通过放在光源和所述半导体之间的滤波器来屏蔽所述半导体。
11.根据权利要求1～10中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，光照射引起所述半导体元件中的阈值电压偏移，该阈值电压偏移具有与由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移相反的符号。
12.根据权利要求11的半导体元件的处理方法，其特征在于，由光照射导致的阈值电压偏移的量等于由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移的量。
13.根据权利要求1～11中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，所述半导体元件的阈值电压偏移的量为由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移的量的50倍或更多倍。
14.根据权利要求11～13中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，光照射要在出现由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移时被执行。
15.根据权利要求11～13中的任一项的半导体元件的处理方法，其特征在于，光照射要在出现由制造工艺历史、时间相关变化、电应力或热应力导致的阈值电压偏移之前或之后被执行。
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