JP2021028612A - 半導体デバイス測定方法、半導体デバイス測定装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高電子移動度トランジスタの品質を向上させる。【解決手段】ヘテロ接合を形成している第１半導体部および第２半導体部と、第２半導体部上に直接または１つ以上の層を介して位置しているソース電極、ゲート電極およびドレイン電極と、を有する高電子移動度トランジスタを含む半導体デバイスを保持部に保持させる。第２半導体部を透過し且つ第１半導体部に吸収される波長領域の光を射出するように光照射部を設定する。高電子移動度トランジスタのうちの光照射部によって設定された波長領域のパルス光が照射される照射対象位置を移動させる度に、光照射部による設定された波長領域のパルス光の照射に応じて第１半導体部から放射されるテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出することで、２次元的に位置する複数の照射対象位置のそれぞれについてテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。【選択図】図５

Description

本発明は、半導体デバイスを対象とした測定技術に関する。

あらゆるモノがインターネットにつながるＩｏＴ（Internet of Things）社会を実現するために、広帯域（高速）の無線通信の普及、および装置に対する無線による電力供給の実用化等が注目を集めている。パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）およびスマートフォンに代表されるモバイル端末等を対象とした基地局用の通信装置、ならびにエレクトロニクス機器および自動車等への無線による電力伝送用の装置等が代表例として挙げられる。

これらの装置を実現するために鍵となる技術として、消費電力が低く、高速でのスイッチングが可能なトランジスタ（高速スイッチングトランジスタともいう）が挙げられる。そして、このようなトランジスタとして、例えば、ワイドギャップ半導体の１つとして既に青色ＬＥＤの材料として広く使用されている窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）の普及が期待されている（下記、非特許文献１〜３を参照）。

ＧａＮを用いたＨＥＭＴ（ＧａＮ−ＨＥＭＴともいう）は、例えば、基板上に、バッファ層等を介して、高純度のＧａＮ層とｎ型の窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層とがこの記載の順に積層され、その上にゲート電極、ソース電極およびドレイン電極が形成された構造を有する。ＧａＮ−ＨＥＭＴは、異なる材料であるＧａＮ層とＡｌＧａＮ層とがヘテロ接合を形成している電界効果トランジスタの構成を有する。ＧａＮ−ＨＥＭＴでは、ＧａＮ層は、不純物の含有量が少ない高純度の層であり、ＡｌＧａＮ層との界面付近に高密度の２次元電子ガス（２ＤＥＧ：Two Dimensional Electron Gas）が蓄積し、キャリアとしての電子を高速で移動させる層として機能する。ＡｌＧａＮ層は、ソース電極とドレイン電極との間に対する電圧（ドレイン電圧ともいう）Ｖｄｓの印加に応じて電子をＧａＮ層に供給する層（電子供給層ともいう）としての機能と、ＧａＮ層との界面において高密度の２ＤＥＧを蓄積させるための障壁を形成する層（電子障壁層ともいう）としての機能と、を有する。

このようなＧａＮ−ＨＥＭＴは、例えば、高密度の２ＤＥＧの存在によってソース電極とドレイン電極との間で電子が移動する状態（オン状態ともいう）において電気抵抗（オン抵抗ともいう）Ｒｏｎが低く、低い寄生容量によってオン状態とオフ状態とを切り替える際におけて電力損失（スイッチング損失ともいう）が低く、破壊耐圧が高い等といった優れたトランジスタの特性を有する。

常信和清、外３名、「窒化ガリウムＨＥＭＴ技術の展望」、ＦＵＪＩＴＳＵ．６４，５，ｐ６００−６０５（０９，２００３） 清水立雄、「ＧａＮ系ＨＥＭＴの最近の信頼性評価・解析」、ＲＥＡＪ誌 ２０１５年 Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．１（通巻２２１号）、ｐ．１９−２５ 国立研究開発法人科学技術振興機構低炭素社会戦略センター、低炭素社会の実現に向けた技術および経済・社会の定量的シナリオに基づくイノベーション政策立案のための提案書、「ＧａＮ系半導体デバイスの技術開発課題とその新しい応用の展望」、平成２９年３月

ところで、ＧａＮ−ＨＥＭＴでは、例えば、空乏層の幅（空乏層幅ともいう）によって、ソース電極とドレイン電極との間で電流が流れない状態（オフ状態ともいう）に移行させる動作（オフ動作ともいう）を制御することができる。ただし、上述した低い動作抵抗Ｒｏｎと高い破壊耐圧とは、トレードオフの関係にある。このため、空乏層幅を精密に制御する必要がある。

また、ＧａＮ−ＨＥＭＴでは、例えば、ドレイン電極とソース電極との間に高い電圧が印加されている際に、オフ状態からオン状態へ切り替えたときに、過渡的にオン抵抗Ｒｏｎが増大する現象（電流コラプス現象ともいう）が生じ得る。この電流コラプス現象が生じるメカニズムとしては、ＡｌＧａＮの表面準位での電子のトラップ（トラップ電荷ともいう）、バッファ層中の炭素（Ｃ）に起因する欠陥による電荷の捕獲、およびＡｌＧａＮ層とＧａＮ層との界面近傍における欠陥の寄与等が考えられている。このため、電流コラプス現象が生じ難い装置を開発することが求められる。

また、ＧａＮ−ＨＥＭＴでは、例えば、オフ状態からオン状態に至る時間が短い高速動作を実現するためには、微細加工によってゲート長を短縮し、トランジット遅延を最小化する必要がある。しかし、ゲート長の短縮（短チャネル化ともいう）を行うことで、相互コンダクタンスの低下、閾値電圧のシフト、ゲート容量の飽和、ドレインコンダクタンスの増加、という通常の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）における微細化（スケーリングともいう）と同様の問題が生じる。このため、ゲート長の最適化を図ることが求められる。

このように、ＧａＮ−ＨＥＭＴの品質を向上させるための技術が求められている。

このような問題については、ＧａＮ−ＨＥＭＴに限られず、その他の材料を用いたヘテロ接合の界面を有するＨＥＭＴにも共通する。

上記の問題が存在する中で、解決するための手段の１つとして、例えば、ヘテロ接合の界面およびその界面の近傍を含む領域におけるエネルギー準位の場所による違いを捉えることが考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の品質を向上させるための技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１半導体部と、該第１半導体部とヘテロ接合を形成している層状の第２半導体部と、該第２半導体部上に直接または１つ以上の層を介して位置しているソース電極、ゲート電極およびドレイン電極と、を有する高電子移動度トランジスタを含む半導体デバイスを対象とした半導体デバイス測定方法であって、保持工程と、設定工程と、検出工程と、移動工程と、を有する。前記保持工程では、前記半導体デバイスを保持部に保持させる。前記設定工程では、前記第２半導体部を透過し且つ前記第１半導体部に吸収される波長領域の光を射出するように光照射部を設定する。前記検出工程では、前記光照射部によって、前記設定工程で設定された前記波長領域のパルス光を、前記第２半導体部を介して前記第１半導体部に照射することで、前記第１半導体部から放射されるテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。前記移動工程では、前記高電子移動度トランジスタのうちの前記光照射部によって前記パルス光が照射される照射対象位置を２次元的に移動させる。前記移動工程によって前記照射対象位置を移動させる度に前記検出工程を実行することで２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第２の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記複数の照射対象位置のそれぞれについて前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の２次元の分布に係る第１分布情報を生成する第１生成工程、をさらに有する。

第３の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記複数の照射対象位置のそれぞれについて前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の正または負の値の２次元の分布に係る第２分布情報を生成する第２生成工程、をさらに有する。

第４の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１から第３の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記設定工程において、前記波長領域が、前記第２半導体部におけるバンドギャップに対応する吸収端の波長よりも、前記第１半導体部におけるバンドギャップに対応する吸収端の波長に近い波長領域となるように、前記光照射部を設定する。

第５の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１から第４の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にドレイン電圧を印加するとともに、前記ソース電極と前記ゲート電極との間にゲート電圧を印加する印加工程、をさらに有し、該印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電圧を印加し且つ前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記ゲート電圧を印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第６の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第５の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ゲート電圧を変更する第１変更工程、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に予め設定された第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第７の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第６の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出するとともに、前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測する。

第８の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第６の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測することで得られる、前記ゲート電圧と前記ドレイン電流との関係を示す情報に基づいて、前記ゲート電圧を変化させた際に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電流が流れ始めるときの前記ソース電極と前記ゲート電極との間における閾値電圧を認識する認識工程と、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記閾値電圧を印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第９の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第８の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記閾値電圧を印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの第１基準強度と、の第１差分値を算出する第１算出工程と、前記複数の照射対象位置に対する前記第１差分値の２次元の分布に係る第３分布情報を生成する第３生成工程と、をさらに有する。

第１０の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第５の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ドレイン電圧を変更する第２変更工程、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に予め設定された第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に互いに異なる複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第１１の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１０の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に互いに異なる複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出するとともに、前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測する。

第１２の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１０の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測することで得られる、前記ゲート電圧と前記ドレイン電流との関係を示す情報に基づいて、前記ゲート電圧を変化させた際に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電流が流れ始めるときの前記ソース電極と前記ゲート電極との間における閾値電圧を認識する認識工程と、をさらに有し、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに該第１のゲート電圧から前記閾値電圧を減じたピンチオフ電圧を前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第１３の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１２の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ピンチオフ電圧を印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの第２基準強度と、の第２差分値を算出する第２算出工程と、前記複数の照射対象位置に対する前記第２差分値の２次元の分布に係る第４分布情報を生成する第３生成工程と、をさらに有する。

第１４の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第５から第１３の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に数Ｖから数百Ｖのドレイン電圧を印加しながら、前記検出工程によって前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。

第１５の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１から第１４の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記ソース電極、前記ゲート電極および前記ドレイン電極が位置している電極位置を示す電極位置情報を取得する取得工程と、をさらに有し、前記移動工程によって前記電極位置を避けるように前記照射対象位置を２次元的に移動させる。

第１６の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１５の態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記保持部に保持された前記半導体デバイスのうちの前記高電子移動度トランジスタを撮像部で撮像することで前記ソース電極、前記ゲート電極および前記ドレイン電極を含む領域を捉えた画像データを取得する撮像工程、をさらに有し、前記取得工程において、前記画像データに基づいて前記電極位置情報を取得する。

第１７の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１から第１６の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記検出工程において、偏光子を透過した前記テラヘルツ波のうちの予め設定された方向に振動する成分の強度の時間的な変化を検出する。

第１８の態様に係る半導体デバイス測定方法は、第１から第１７の何れか１つの態様に係る半導体デバイス測定方法であって、前記高電子移動度トランジスタは、前記第１半導体部のうちの前記第２半導体部との界面の近傍に蓄積されている高濃度の２次元電子ガスによって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間において電子を高速で移動させることでドレイン電流を流すトランジスタ、を含む。

第１９の態様に係る半導体デバイス測定装置は、保持部と、光照射部と、検出部と、移動部と、制御部と、を備える。前記保持部は、第１半導体部と、該第１半導体部とヘテロ接合を形成している層状の第２半導体部と、該第２半導体部上に直接または１つ以上の層を介して位置しているソース電極、ゲート電極およびドレイン電極と、を有する高電子移動度トランジスタを含む半導体デバイスを保持する。前記光照射部は、前記第２半導体部を透過し且つ前記第１半導体部に吸収される波長領域のパルス光を、前記第２半導体部を介して前記第１半導体部に照射する。前記検出部は、前記光照射部による前記パルス光の照射に応じて前記第１半導体部から放射されるテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する。前記移動部は、前記高電子移動度トランジスタのうちの前記光照射部によって前記パルス光が照射される照射対象位置を２次元的に移動させる。前記制御部は、前記移動部によって前記照射対象位置を移動させる度に、前記検出部によって、前記光照射部による前記パルス光の照射に応じて前記第１半導体部から放射される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出させることで、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を取得する。

第２０の態様に係るプログラムは、半導体デバイス測定装置に含まれる演算処理部によって実行されることで、該半導体デバイス測定装置を、第１９の態様に係る半導体デバイス測定装置として機能させる。

第１から第１８の態様に係る半導体デバイス測定方法、第１９の態様に係る半導体デバイス測定装置および第２０の態様に係るプログラムの何れによっても、例えば、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）のうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断等に資する有益な情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴの品質を向上させることができる。

第２の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ＨＥＭＴから放射されるテラヘルツ波の所定のピークの強度を２次元的にマッピングしたイメージを生成することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の２次元的な分布に関する情報を得ることができる。

第３の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ＨＥＭＴから放射されるテラヘルツ波の所定のピークの強度の正または負の値を２次元的にマッピングしたイメージを生成することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域における特定のエネルギー準位に係る２次元的な分布に関する情報を得ることができる。

第４の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、第２半導体部の欠陥準位に起因するテラヘルツ波の放射が低減され得る。これにより、例えば、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報に含まれるノイズ成分を低減することができる。

第５の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、動作中のＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

第６の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、動作中のＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに対するゲート電圧の影響に係る情報を得ることができる。

第７の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、動作中のＨＥＭＴについて、ドレイン電流に対するゲート電圧の影響を示す情報に加えて、蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに対するゲート電圧の影響を示す情報を同時に得ることができる。

第８の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ゲート電圧が閾値電圧に設定された状態について、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴがオン状態とオフ状態との間で切り替わるタイミングにおける、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

第９の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ＨＥＭＴがオフ状態とオン状態との間で切り替わる閾値電圧の付近におけるゲート電圧の変化に対して、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

第１０の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、動作中のＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに対するドレイン電圧の影響を示す情報を得ることができる。

第１１の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、動作中のＨＥＭＴについて、ドレイン電流に対するドレイン電圧の影響を示す情報に加えて、蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに対するドレイン電圧の影響を示す情報を同時に得ることができる。

第１２の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ドレイン電圧がピンチオフ電圧に設定された状態について、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴが線形領域と飽和領域との間で切り替わるタイミングについて、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

第１３の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ドレイン電圧がピンチオフ電圧に設定された状態について、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴが線形領域と飽和領域との間で切り替わるタイミングにおける、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

第１４の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、電流コラプス現象が生じているものと推定されるＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴにおける電流コラプス現象の解析が可能となる。

第１５の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、電極位置を避けてＨＥＭＴにパルス光を照射することで、パルス光の照射による電極の損傷を低減することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴの品質を低下させることなく、ＨＥＭＴを対象とした測定を非破壊で実施することができる。

第１６の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、撮像で得た画像データに基づいて取得される電極位置を避けてＨＥＭＴにパルス光を照射することで、パルス光の照射による電極の損傷を容易に低減することができる。

第１７の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、第１半導体部のうちの第２半導体部の近傍においてパルス光の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するテラヘルツ波の成分について強度を選択的に検出することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアが高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係るさらに詳細な情報を得ることができる。

第１８の態様に係る半導体デバイス測定方法によれば、例えば、ＨＥＭＴのうちの蓄積されたキャリアとしての電子が高速で移動し得るヘテロ接合の界面から第１半導体部のその界面の近傍に至るまでの領域におけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

図１は、半導体デバイス測定装置の全体構成を概略的に示す図である。 図２は、半導体デバイスを示す概略断面図である。 図３は、半導体デバイスを示す概略平面図である。 図４は、半導体デバイスにおけるＨＥＭＴに係るエネルギーバンド図である。 図５は、半導体デバイス測定装置における制御部と他の要素との接続関係を示すブロック図である。 図６は、半導体デバイス測定装置で取得される電磁波の時間波形を例示する図である。 図７は、複数の照射対象位置のそれぞれについて検出された電磁波の時間波形のうちの所定のピークの強度の２次元の分布を例示する図である。 図８は、複数の照射対象位置のそれぞれについて検出された電磁波の時間波形のうちの所定のピークの強度の２次元の分布を例示する図である。 図９は、複数の照射対象位置のそれぞれについて検出された電磁波の時間波形のうちの所定のピークの正の値の強度の２次元の分布を例示する図である。 図１０は、複数の照射対象位置のそれぞれについて検出された電磁波の時間波形のうちの所定のピークの正の値の強度の２次元の分布を例示する図である。 図１１は、各ゲート電圧が印加された場合について電磁波の時間波形のうちの所定のピークの強度のドレイン電極からゲート電極に向けたＹ方向における変化を例示するグラフである。 図１２は、半導体デバイス測定装置の動作フローの一例を示す流れ図である。 図１３は、光照射部の設定の動作フローの一例を示す流れ図である。 図１４は、測定対象領域の設定の動作フローの一例を示す流れ図である。 図１５は、測定処理の動作フローの一例を示す流れ図である。 図１６は、第１測定動作のフローの一例を示す流れ図である。 図１７は、第２測定動作のフローの一例を示す流れ図である。 図１８は、情報処理の動作フローの一例を示す流れ図である。 図１９は、第２実施形態に係る情報処理の動作フローの一例を示す流れ図である。 図２０は、第２実施形態に係る情報処理の動作フローの他の一例を示す流れ図である。 図２１は、第３実施形態に係る情報処理の動作フローの一例を示す流れ図である。 図２２は、第３実施形態に係る情報処理の動作フローの他の一例を示す流れ図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明する。各実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面は、あくまでも模式的に示したものである。図面においては、容易に理解が可能となるように、必要に応じて各部の寸法および数が誇張または簡略化されて図示されている場合がある。また、図面においては、同様な構成および機能を有する部分に対して同じ符号が付されており、重複した説明が適宜省略されている。図２および図３には、右手系のＸＹＺ座標系が付されている。このＸＹＺ座標系では、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに沿ってドレイン電極９ｄとゲート電極９ｇとソース電極９ｓとが順に並んでいる一方向が＋Ｙ方向とされ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに沿っており且つ＋Ｙ方向とは直交している方向が＋Ｘ方向とされ、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向との両方に直交するＨＥＭＴ９Ｔｒの厚さの方向が＋Ｚ方向とされている。

また、本明細書では、相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「平行」「直交」「中心」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差も含む状態を表すとともに、同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。２つ以上のものが等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」等）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密に形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取り等を有する形状も表すものとする。１つの構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「〜の上」という表現は、特に断らない限り、２つの要素が接している状態のほか、２つの要素が他の要素を挟んで離れている状態も含む表現である。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．半導体デバイス測定装置＞
図１は、第１実施形態の半導体デバイス測定装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、半導体デバイス９を示す概略断面図である。図３は、半導体デバイス９の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）９Ｔｒの構成を示す概略平面図である。図２の半導体デバイス９の断面は、図３のII−II線に沿ったＨＥＭＴ９Ｔｒの断面の一例を示す。

半導体デバイス測定装置１は、半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定を行うことが可能な装置である。図２で示されるように、半導体デバイス９は、ＨＥＭＴ９Ｔｒを含む。図２の例では、半導体デバイス９は、平板状の基板９６と、該基板９６上に位置しているＨＥＭＴ９Ｔｒと、を有する。図２および図３で示されるように、ＨＥＭＴ９Ｔｒは、例えば、第１半導体部９０と、該第１半導体部９０上に位置する層状の第２半導体部９２と、該第２半導体部９２上に位置している、ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇと、を有する。第１半導体部９０と第２半導体部９２とは、界面９８で接しており、ヘテロ接合を形成している。ソース電極９ｓとゲート電極９ｇとドレイン電極９ｄと、はこの記載の順に一方向（−Ｙ方向）において相互に離間している状態で位置している。

第１実施形態では、基板９６には、例えば、サファイア製の基板（サファイア基板ともいう）等が適用される。第１半導体部９０の材料には、例えば、高純度のＧａＮ（窒化ガリウム）等が適用される。ＧａＮは、ｉ型の真性半導体である。第２半導体部９２の材料には、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）のうちの一部のガリウム（Ｇａ）がアルミニウム（Ａｌ）に置換されたＡｌ_ｘＧａ_ｙＮ（窒化アルミニウムガリウム、ｘ＋ｙ＝１、０．２≦ｘ≦０．３、０．７≦ｙ≦０．８）等が適用される。Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮは、ｎ型の半導体である。

ソース電極９ｓおよびドレイン電極９ｄは、例えば、第２半導体部９２に対してオーミック接触を形成している。ゲート電極９ｇは、例えば、第２半導体部９２に対してショットキー接触を形成している。ここで、例えば、ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇのそれぞれの材料に、金（Ａｕ）が含まれていれば、ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇのそれぞれにおける配線に対する接触抵抗の低減および耐食性の向上が図られる。

具体的には、ソース電極９ｓおよびドレイン電極９ｄのそれぞれに、例えば、チタン（Ｔｉ）とＡｌとニッケル（Ｎｉ）とＡｕとがこの記載の順に積層された構成を適用することで、第２半導体部９２とソース電極およびドレイン電極９ｄのそれぞれとが、オーミック接触を形成する。ソース電極９ｓおよびドレイン電極９ｄには、例えば、ＴｉとＡｌとＴｉとＡｕとがこの記載の順に積層された構成が適用されてもよいし、ＴｉとＡｌとモリブデン（Ｍｏ）とＡｕとがこの記載の順に積層された構成が適用されてもよい。また、例えば、ゲート電極９ｇに、例えば、ＮｉとＡｕとがこの記載の順に積層された構成を適用することで、第２半導体部９２とゲート電極９ｇとが、ショットキー接触を形成する。ゲート電極９ｇには、例えば、銅（Ｃｕ）または窒化チタン（ＴｉＮ）の単層の構成が適用されてもよい。なお、例えば、ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇのそれぞれの材料に、銀（Ａｇ）が含まれていれば、ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇのそれぞれを形成するための製造コストが低減され得る。

第１半導体部９０は、例えば、基板９６上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）または分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）によってＧａＮを堆積させることで形成され得る。基板９６の厚さは、例えば、数百マイクロメートル（μｍ）から１ミリメートル（ｍｍ）程度とされる。第１半導体部９０の厚さは、例えば、３μｍ以下程度とされる。第２半導体部９２は、例えば、第１半導体部９０上にＭＯＣＶＤまたはＭＢＥによってＡｌ_ｘＧａ_ｙＮをエピタキシャル成長させることで形成され得る。第２半導体部９２の厚さは、２０ナノメートル（ｎｍ）から３０ｎｍ程度とされる。ソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇは、例えば、第２半導体部９２上に、スパッタリング、化学気相蒸着または化学蒸着（ＣＶＤ）等によって形成され得る。

上記の構成を有するＨＥＭＴ９Ｔｒにおいては、ソース電極９ｓの電位を基準としてソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に印加される電圧（ドレイン電圧ともいう）を正の電圧とした状態で、ｎ型のＡｌ_ｘＧａ_ｙＮで構成されている第２半導体部９２がキャリアとしての電子を発生させ、この電子が、不純物が入っていない高純度のＧａＮで構成されている第１半導体部９０に引き寄せられる。そして、第１半導体部９０のうちの界面９８の近傍の領域において、ドレイン電極９ｄに向かって移動（走行）することが可能である。このとき、第１半導体部９０では、不純物が非常に少ないため、キャリアとしての電子は、不純物に衝突しにくく高速で移動することが可能である。

図４は、ＨＥＭＴ９Ｔｒに係るエネルギーバンド図である。図４では、横軸が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの厚さ方向としての−Ｚ方向における位置が示され、縦軸が、エネルギー準位を示している。また、第１半導体部９０を構成しているＧａＮについて、価電子帯の上端（ＶＢＭ：Valence Band Maximum）が実線Ｌｖ１で描かれ、伝導帯の下端（ＣＢＭ：Conduction Band Minimum）が実線Ｌｃ１で描かれている。また、第２半導体部９２を構成しているＡｌ_ｘＧａ_ｙＮについて、価電子帯の上端（ＶＢＭ）が実線Ｌｖ２で描かれ、伝導帯の下端（ＣＢＭ）が実線Ｌｃ２で描かれている。また、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２および第２半導体部９２とゲート電極９ｇとの間におけるショットキー障壁の高さΦ_Ｂが示されている。

ここで、例えば、ＧａＮ層の上に薄膜状のＡｌ_ｘＧａ_ｙＮ層をエピタキシャル成長させると、ＧａＮの結晶とＡｌ_ｘＧａ_ｙＮの結晶との間における格子定数の違いに起因して、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮの薄膜には引張り歪みが発生し、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮの内部に圧電による分極を生じる。この分極の作用によって、第１半導体部９０と第２半導体部９２との界面９８に正の固定電荷が生じる。この分極による正の固定電荷の大きさは、例えば、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮにおけるＡｌの含有比率の上昇に応じて直線的に増加する。このような正の固定電荷によって、ＧａＮおよびＡｌ_ｘＧａ_ｙＮのそれぞれのエネルギーバンドが界面９８に向けて下向き（エネルギー準位が低い方向の向き）に曲がる。このため、第１半導体部９０のうちの第２半導体部９２とヘテロ接合を形成している界面９８の近傍の領域（界面近傍領域ともいう）９０Ａｒにおいて高濃度の２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が蓄積された状態となる。この２ＤＥＧが存在している界面近傍領域９０Ａｒは、不純物の濃度が低くて高純度の半導体の領域である。このため、界面近傍領域９０Ａｒでは、キャリアとしての電子が高速で移動することができる。これにより、界面９８に沿ったシート状の界面近傍領域９０Ａｒがチャネル領域としての役割を果たす。ここでは、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮ層は、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に対する電圧（ドレイン電圧）Ｖｄｓの印加に応じて電子をＧａＮ層に供給する層（電子供給層）としての機能と、ＧａＮ層のうちの界面９８の近傍の界面近傍領域９０Ａｒに高密度の２ＤＥＧを蓄積させるための障壁Ｄ１２を形成する層（電子障壁層ともいう）としての機能と、を有する。よって、ＨＥＭＴ９Ｔｒは、第１半導体部９０のうちの第２半導体部９２との界面９８の近傍に蓄積されている高濃度の２ＤＥＧによって、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間において電子を高速で移動させることでドレイン電流Ｉｄｓを流すことが可能なトランジスタである。

図１で示されるように、半導体デバイス測定装置１は、例えば、光照射部１０および電磁波検出部２０を有する。また、半導体デバイス測定装置１は、例えば、ステージ３０、撮像部３３、ステージ移動部３５、電圧印加部４０および制御部５０を有する。半導体デバイス測定装置１は、例えば、ステージ３０に保持された半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒに、光照射部１０からの測定用の光（測定用光ともいう）ＬＰ１０を照射して、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射される電磁波ＬＴ１の強度を電磁波検出部２０で検出することができる。ここで、半導体デバイス測定装置１の各部の一例について説明する。

＜光照射部１０＞
光照射部１０は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０から電磁波ＬＴ１を放射させるための所定の波長領域の測定用光ＬＰ１０を、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第２半導体部９２側の部分としてのＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに照射することができる。ここで、測定用光ＬＰ１０には、半導体デバイス９のうちの第２半導体部９２を透過し且つ第１半導体部９０に吸収される波長領域のパルス光が適用される。これにより、光照射部１０は、第２半導体部９２を介して第１半導体部９０に測定用光ＬＰ１０を照射することができる。半導体デバイス９から放射される電磁波ＬＴ１は、周波数が０．１テラヘルツ（ＴＨｚ）から１０ＴＨｚの帯域の電磁波（テラヘルツ波ともいう）を含む。

図１で示されるように、光照射部１０は、例えば、フェムト秒レーザ１２を有する。フェムト秒レーザ１２は、数キロヘルツ（ｋＨｚ）から数十メガヘルツ（ＭＨｚ）の繰り返し周波数と、１０フェムト秒（ｆｓ）から１５０ｆｓ程度のパルス幅と、を有する直線偏光であり、２００ｎｍから２．５μｍ程度の紫外光領域から赤外光領域の波長に含まれる波長領域のパルス光ＬＰ１を出力することができる。フェムト秒レーザ１２には、例えば、出力する光の波長および周波数が固定されているレーザが適用されてもよいし、出力する光の波長および周波数を選択的に変更することが可能なレーザ（波長可変レーザともいう）が適用されてもよい。

また、光照射部１０は、例えば、ビームスプリッタ１４を有する。ビームスプリッタ１４は、パルス光ＬＰ１の光路上に設けられており、パルス光ＬＰ１を２つのパルス光に分割する。２つのパルス光は、波長変換器１６に導かれる第１のパルス光ＬＰ１と、電磁波検出部２０に導かれる参照光としての第２のパルス光ＬＰ１２と、を含む。

また、光照射部１０は、例えば、波長変換器１６を有する。波長変換器１６は、ビームスプリッタ１４から出力された第１のパルス光ＬＰ１の光路上に位置しており、制御部５０からの制御指令に基づいて、第１のパルス光ＬＰ１の波長領域を他の波長領域に変換することができる。波長変換器１６から出力されるパルス光は、測定用光ＬＰ１０として半導体デバイス９に導かれる。波長変換器１６による波長の変換方式については、特に限定されないが、例えば、第２次高調波発生または第３次高調波発生を起こす非線形光学結晶を用いた波長の変換方式が適用され得る。波長変換器１６は、例えば、パルス光ＬＰ１の波長の変換を行わずに、元のパルス光ＬＰ１の波長を有する、測定用光ＬＰ１０を出力してもよい。また、光照射部１０は、波長変換器１６を有していなくてもよい。

測定用光ＬＰ１０は、不図示の光学系によって１点に集光されて、半導体デバイス９に対してスポット状に照射される。これにより、光照射部１０は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０から電磁波ＬＴ１を放射させるための所定の波長領域の測定用光ＬＰ１０をＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに照射することができる。所定の波長領域は、光照射部１０の設定によって適宜変更され得る。半導体デバイスのＨＥＭＴ９Ｔｒにおいて測定用光ＬＰ１０が照射される領域の径（スポット径ともいう）は、例えば、１μｍから１０ｍｍ程度とされるが、これに限定されるものではない。

ここで、例えば、第１半導体部９０を構成するＧａＮについては、バンドギャップＢｇ１が３．４ｅＶである。この場合には、３．４ｅＶのバンドギャップＢｇ１に対応する光の吸収端の波長（第１波長ともいう）λ１は、３６５ｎｍである。換言すれば、ＧａＮは、３６５ｎｍ以下の波長の光が照射されると、この光を吸収して価電子帯から伝導帯に電子を励起させる。このとき、伝導帯にキャリアとしての電子が生じ、価電子帯にキャリアとしての正孔が生じる。これらのキャリアは、光による励起によって生じたキャリア（光励起キャリアともいう）である。これに対して、ＧａＮは、３６５ｎｍを超える波長の光が照射されても、この光を透過させるため、光励起キャリアを生じない。

一方、第２半導体部９２を構成するＡｌ_ｘＧａ_ｙＮについては、ＧａＮのうちの一部のＧａが、Ｇａよりも原子量が小さなＡｌに置換されて、分極を生じさせている。そして、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２は、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１よりも大きくなる。換言すれば、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１よりもＡｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２の方が大きい。ここで、例えば、ｘ＝０．２で且つｙ＝０．８の場合には、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２は、３．７９ｅＶである。この場合には、３．７９ｅＶのバンドギャップＢｇ２に対応する光の吸収端の波長（第２波長ともいう）λ２は、３２７ｎｍである。換言すれば、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎは、３２７ｎｍ以下の波長の光が照射されると、この光を吸収して価電子帯から伝導帯に電子を励起させる。このとき、光励起キャリアが生じる。これに対して、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎは、３２７ｎｍを超える波長の光が照射されても、この光を透過させるため、光励起キャリアを生じない。

光照射部１０では、ＨＥＭＴ９Ｔｒに照射する測定用光ＬＰ１０の波長領域を、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の波長（第１波長）λ１以下であって、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の波長（第２波長）λ２を超える波長領域とする。この場合には、測定用光ＬＰ１０は、半導体デバイス９のうちの第２半導体部９２を透過し且つ第１半導体部９０に吸収される波長領域のパルス光となる。ここで、測定用光ＬＰ１０の波長をλとすれば、ｘ＝０．２で且つｙ＝０．８の場合には、λ２（＝３２７ｎｍ）＜λ≦λ１（＝３６５ｎｍ）の関係式を成立させる。このような波長λを有する測定用光ＬＰ１０がＨＥＭＴ９Ｔｒに照射すれば、測定用光ＬＰ１０が第２半導体部９２を介して第１半導体部９０に照射され、第１半導体部９０のうちの第２半導体部９２との界面９８の近傍の界面近傍領域９０Ａｒからテラヘルツ波（ＴＨｚ波ともいう）が放射され得る。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの高濃度で蓄積された２ＤＥＧのキャリアとしての電子が高速で移動し得る界面９８から第１半導体部９０の界面９８の近傍に至るまでのチャネル領域としての役割を有する界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の状態に応じたＴＨｚ波を放射させることができる。

ここで、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒに照射する測定用光ＬＰ１０の波長領域が、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の波長（第２波長）λ２よりも、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の波長（第１波長）λ１に近い波長領域であれば、第２半導体部９２の欠陥準位に起因するＴＨｚ波の放射が生じにくい。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちのチャネル領域としての役割を有する界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の状態に応じて放射されるＴＨｚ波にノイズ成分が重畳する不具合が生じにくい。

具体的には、ｘ＝０．２で且つｙ＝０．８の場合には、ＨＥＭＴ９Ｔｒに照射する測定用光ＬＰ１０の波長領域として、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮのバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の第２波長λ２である３２７ｎｍよりも、ＧａＮのバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の第１波長λ１である３６５ｎｍに近い、３６０ｎｍを採用する態様が考えられる。この場合には、例えば、フェムト秒レーザ１２として、７２０ｎｍの波長の基本波としてのパルス光ＬＰ１を出力する、サファイアにチタンをドープした結晶を用いたチタンサファイアレーザを適用する。そして、波長変換器１６として第２次高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）を起こす非線形光学結晶を適用する。この場合には、波長変換器１６は、フェムト秒レーザ１２から出力される７２０ｎｍの波長のパルス光ＬＰ１を、２倍の周波数を有する波長が３６０ｎｍの測定用光ＬＰ１０に変換することができる。ここでは、例えば、波長変換器１６が、１０８０ｎｍの波長を有する基本波を、３倍の周波数を有する波長が３６０ｎｍの測定用光ＬＰ１０に変換してもよいし、１４４０ｎｍの波長を有する基本波を、４倍の周波数を有する波長が３６０ｎｍの測定用光ＬＰ１０に変換してもよい。

半導体デバイスの表面または界面においてＴＨｚ波が発生する原理については、例えば、国際公開第２００６／０９３２６５号公報に記載されている。フェムト秒パルスレーザー光としての測定用光ＬＰ１０がＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに照射されると、光励起によってキャリア（光励起キャリアともいう）がＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０の界面９８の近傍の界面近傍領域９０Ａｒで生成される。この光励起キャリアは、第１半導体部９０のうちの界面９８の近傍の界面近傍領域９０Ａｒにおける表面電場等によって加速され、パルス状の過渡電流が発生する。この過渡電流によって、電磁波ＬＴ１を放射する効果（過渡電流効果ともいう）を生じる。この電磁波ＬＴ１は、内部電界の向きおよび強さに依存して発生するため、この電磁波ＬＴ１を分析することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒの特性および状態を測定することができる。ここでは、例えば、第１半導体部９０のうちの界面９８の近傍の界面近傍領域９０Ａｒにおける表面電場は、チャネル領域としての役割を有する界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギーバンドの曲がりを含む。

＜電磁波検出部２０＞
電磁波検出部２０は、電磁波検出器２２を有する。電磁波検出器２２は、例えば、光伝導アンテナ（光伝導スイッチともいう）を有する。電磁波検出器２２の光伝導アンテナには、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射された電磁波ＬＴ１が入射されるとともに、裏面側から参照光ＬＰ１２が照射される。図１では簡略化して示されているが、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射された電磁波ＬＴ１は、例えば、２つの放物面鏡によって、光伝導アンテナに集光される。

光伝導アンテナには、例えば、ダイポール型、ボウタイ型またはスパイラル型の光伝導アンテナ等が適用される。ここで、光伝導アンテナとして、ダイポール型の光伝導アンテナが用いられる例を挙げて説明する。ダイポール型の光伝導アンテナは、光が入射したときに電子および正孔を生成する光伝導膜と、光伝導膜上に平行に形成された金属製の一対の平行伝送線（電極）と、を有する。さらに、一対の平行伝送線は、それぞれの中央部から互いに接近する方向に延びてギャップを形成している出っ張り部（アンテナ）を有する。また、一対の平行伝送線間には、電流計が位置している。

ここで、アンテナ間のギャップに参照光ＬＰ１２を照射すると、光伝導膜において光励起キャリアが生成される。このとき、光励起キャリアが生成されても、電磁波ＬＴ１が入射していない状態では、ギャップ間に電位差が生じていないため、平行伝送線間に電流は発生しない。これに対して、電磁波ＬＴ１が参照光ＬＰ１２と重なるタイミングで入射すると、電磁波ＬＴ１の強度に比例した電位差がギャップ間に瞬時的に発生し、ギャップ間に電流が瞬時的に発生する。この電流値は、図示しないロックインアンプおよびＡ／Ｄ変換回路等を介して適宜デジタル量に変換される。電磁波ＬＴ１の強度には、例えば、電界強度が適用される。電磁波ＬＴ１の強度には、磁界強度等が適用されてもよい。

このように、電磁波検出器２２は、光伝導アンテナを有することで、参照光ＬＰ１２が入射するタイミングに応じて、ＨＥＭＴ９Ｔｒが放射する電磁波ＬＴ１の強度を検出することができる。なお、電磁波検出器２２が有する電磁波ＬＴ１を検出する構成としては、光伝導アンテナを含む構成に限定されるものではなく、例えば、非線形光学結晶を用いた構成が採用されてもよい。

また、電磁波検出部２０は、遅延部２４を有する。遅延部２４は、参照光ＬＰ１２に時間遅延を与える光学遅延素子である。遅延部２４は、遅延ステージ２４０と遅延ステージ移動部２４２とを含む。

遅延ステージ２４０は、ビームスプリッタ１４から電磁波検出器２２までの間の参照光ＬＰ１２の光路上に位置している。遅延ステージ２４０は、参照光ＬＰ１２を反射する反射ミラー２４０Ｍを有する。反射ミラー２４０Ｍは、反射ミラー２４０Ｍに参照光ＬＰ１２が入射する光路と、反射ミラー２４０Ｍから参照光ＬＰ１２が出射される光路とが、参照光ＬＰ１２が反射ミラー２４０Ｍに対して入射される方向（入射方向ともいう）と平行で且つ入射方向に直交する方向に相互にずれるように、参照光ＬＰ１２を反射する。反射ミラー２４０Ｍで反射した参照光ＬＰ１２は、この参照光ＬＰ１２の光路上に位置しているミラー群を介して、電磁波検出器２２に導かれる。

遅延ステージ移動部２４２は、遅延ステージ２４０を、反射ミラー２４０Ｍに対する参照光ＬＰ１２の入射方向に沿って往復移動させる。遅延ステージ２４０の往復移動により、ビームスプリッタ１４から電磁波検出器２２に至るまでの参照光ＬＰ１２の光路長が変化するため、参照光ＬＰ１２が電磁波検出器２２に到達するタイミングを変更することができる。これによって、電磁波検出器２２が電磁波ＬＴ１を検出するタイミングが変更される。電磁波ＬＴ１はパルス波であるが、参照光ＬＰ１２に遅延を与えることで、電磁波検出部２０は、電磁波ＬＴ１の強度を、電磁波ＬＴ１の異なる複数の位相についてそれぞれ検出することができる。換言すれば、電磁波検出部２０は、光照射部１０による所定の波長領域のパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じてＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。

なお、参照光ＬＰ１２に時間遅延を与える代わりに、測定用光ＬＰ１０に時間遅延を与えることで、電磁波検出部２０が電磁波ＬＴ１の強度を検出するタイミングを変更してもよい。この場合には、例えば、ビームスプリッタ１４から半導体デバイス９に至る測定用光ＬＰ１０の光路上に、測定用光ＬＰ１０の光路長を変更することが可能な、遅延ステージ２４０と同様な構成を有する遅延ステージを配置してもよい。このように、測定用光ＬＰ１０に時間遅延を与えることによって、半導体デバイス９から電磁波ＬＴ１が発生するタイミングを遅延させることができる。これにより、電磁波ＬＴ１が電磁波検出器２２に到達するタイミングを、参照光ＬＰ１２が電磁波検出器２２に入射するタイミングに対して相対的に早めたり、あるいは、遅延させたりすることができる。

また、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから電磁波検出器２２まで電磁波ＬＴ１が導かれる経路上に偏光子２１を設けてもよい。この場合には、電磁波検出部２０は、偏光子２１を介してＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１のうちの予め設定された方向に振動する成分を透過させ、この偏光子２１を透過したＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。偏光子２１には、例えば、複数本の直線状の金属製のワイヤーが所定間隔で並んでいる部材（ワイヤーグリッド偏光子ともいう）が適用される。この場合には、偏光子２１によって、電磁波ＬＴ１の特定の向きの偏光成分を選択的に透過させて、電磁波検出器２２に集光させることができる。ここで、例えば、電磁波ＬＴ１の進行方向に沿った軸を中心としてワイヤーグリッド偏光子を回転させることができてもよい。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０のうちの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することができる。

＜ステージ３０＞
ステージ３０は、半導体デバイス９を保持するための部分（保持部ともいう）である。ステージ３０は、例えば、水平面に平行な保持面を有する。ステージ３０は、この保持面上において、図２で示されるように、半導体デバイス９を基板９６側から支持することができる。これにより、半導体デバイス９は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第２半導体部９２側の部分としての上面９ｕ側に測定用光ＬＰ１０が入射するように保持される。また、測定用光ＬＰ１０は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに対して斜めに入射する。ここでは、上面９ｕに対する測定用光ＬＰ１０の入射角を、４５度としているが、これは必須ではなく、０度から９０度の範囲内で任意に設定してもよい。このステージ３０は、半導体デバイス９を保持する構成として、例えば、半導体デバイス９の縁部等を挟み持つ挟持具、半導体デバイス９を保持面に接着させる粘着部材（例えば、粘着性シート）、または半導体デバイス９を吸着する吸着孔を有していてもよい。

また、ステージ３０は、保持している半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒを加熱するためのヒータ３０ｈｔを内蔵していてもよい。ヒータ３０ｈｔには、例えば、抵抗加熱を行う方式のヒータが適用される。ヒータ３０ｈｔは、例えば、温度の計測と出力の調整とを行うことでＨＥＭＴ９Ｔｒの温度の調節が可能な機能を有していてもよい。これにより、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の状態に対する温度の影響を加えて、電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することが可能となる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度に対する耐久性等の性能の評価を行うことが可能となる。

＜ステージ移動部３５＞
ステージ移動部３５は、例えば、制御部５０からの制御指令に応じて、光照射部１０および電磁波検出部２０に対して、ステージ３０を、このステージ３０の半導体デバイス９を保持する保持面に平行な水平面内で移動させることができる。ステージ移動部３５には、例えば、リニアモータまたはボールネジ等を用いた駆動機構を含むＸＹテーブルが適用され得る。ステージ移動部３５の動作によってステージ３０を移動させることで、ＨＥＭＴ９Ｔｒに対する測定用光ＬＰ１０の入射位置を変更することができる。換言すれば、ステージ移動部３５は、ステージ３０の移動によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの光照射部１０によってパルス光としても測定用光ＬＰ１０が照射される位置（照射対象位置ともいう）Ｐｏ１を２次元的に移動させることができる。２次元的な移動は、例えば、ＸＹ平面に沿って、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに移動させることを意味する。また、照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させる態様としては、例えば、照射対象位置Ｐｏ１をＸＹ平面に沿ったマトリックス状の複数の位置にそれぞれ移動させる態様が考えられる。第１実施形態では、制御部５０の制御指令に応じてステージ移動部３５がステージ３０を移動させることによって、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕが測定用光ＬＰ１０で走査される。

＜電圧印加部４０＞
電圧印加部４０は、例えば、第１プローブピン４１ａ、第２プローブピン４１ｂ、第３プローブピン４１ｃと、電圧変更部４２と、を有する。電圧印加部４０は、ＨＥＭＴ９Ｔｒのソース電極９ｓに対して第１プローブピン４１ａを介して電気的に接続可能であり、ＨＥＭＴ９Ｔｒのドレイン電極９ｄに対して第２プローブピン４１ｂを介して電気的に接続可能であり、ＨＥＭＴ９Ｔｒのゲート電極９ｇに対して第３プローブピン４１ｃを介して電気的に接続可能である。電圧変更部４２は、例えば、電圧可変電源等を有する。ここでは、電圧変更部４２は、例えば、第１プローブピン４１ａと第２プローブピン４１ｂとの間に電圧を付与することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおけるソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電圧（Ｖｄｓ）を付与することが可能である。そして、電圧変更部４２は、例えば、制御部５０からの制御指令に応じてドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更することが可能であってもよい。また、電圧変更部４２は、例えば、第１プローブピン４１ａと第３プローブピン４１ｃとの間に電圧を付与することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおけるソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に電圧（ゲート電圧ともいう）を付与することが可能である。そして、電圧変更部４２は、例えば、制御部５０からの制御指令に応じてゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更することが可能であってもよい。これにより、例えば、動作中のＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することが可能となる。また、電圧印加部４０は、例えば、スイッチの切り替え等によって、第１プローブピン４１ａと第２プローブピン４１ｂとを短絡させることで、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとを短絡させることが可能であってもよい。

また、電圧印加部４０は、例えば、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間を流れる電流（ドレイン電流ともいう）を計測することが可能な部分（電流計測部ともいう）４３をさらに有していてもよい。電流計測部４３には、例えば、一般的な電流計が適用され得る。この場合には、電流計測部４３は、例えば、ドレイン電流（Ｉｄｓ）に応じた電気信号を制御部５０に向けて出力する。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒに対して印加するドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびゲート電圧（Ｖｇｓ）を適宜変更しつつ、ドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測することが可能となる。

＜撮像部３３＞
撮像部３３は、例えば、ステージ３０に保持された半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒを撮像するための部分である。撮像部３３には、例えば、撮像素子を有するデジタルカメラ等が適用され得る。ここでは、例えば、撮像部３３による撮像で得られる上面９ｕを捉えた画像に係る画像データを用いた画像処理によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕにおけるソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇの位置（電極位置ともいう）を示す情報（電極位置情報ともいう）を取得することが可能となる。その結果、例えば、上面９ｕのうち、測定用光ＬＰ１０を照射する照射対象位置Ｐｏ１を適宜設定することが可能となる。

＜制御部５０＞
図５は、第１実施形態の半導体デバイス測定装置１における制御部５０と他の要素との接続関係を示すブロック図である。制御部５０は、演算処理部としての１つ以上の電気回路である中央演算ユニット（Central Processing Unit：ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ（Read only memory）５２およびＲＡＭ（Random Access Memory）５３等を含む一般的なコンピュータとしての構成を有する。制御部５０は、半導体デバイス測定装置１の各要素（フェムト秒レーザ１２、波長変換器１６、電磁波検出器２２、遅延ステージ移動部２４２、ステージ移動部３５、電圧印加部４０、偏光子移動部２１１および撮像部３３等）に接続されている。

また、制御部５０には、例えば、各種情報を可視的に出力する表示部７１、キーボードおよびマウス等の各種入力デバイスを含む操作部７２、記憶媒体Ｍｄ１の着脱が可能なドライブ部７３ならびに各種情報を記憶する記憶部６０が接続されている。記憶部６０は、例えば、プログラムＰＧ１および各種情報Ｄａ１が記憶されるハードディスク等の固定ディスクを含む。プログラムＰＧ１は、半導体デバイス測定装置１の各要素の動作を制御するための制御アプリケーションのほか、データ加工等の処理を実行するためのソフトウェアアプリケーションを含む。換言すれば、プログラムＰＧ１は、制御部５０に含まれる１つ以上のＣＰＵ５１によって実行されることで、半導体デバイス測定装置１における各種の機能を実現させることができる。

制御部５０は、例えば、ドライブ部７３に装着されている、光学メディア、磁気メディアまたは半導体メモリ等の可搬性を有する各種記憶媒体Ｍｄ１からプログラムＰＧ１および各種情報を読み取ることが可能である。また、制御部５０には、例えば、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でプログラムＰＧ１および各種情報等を送受信することが可能な通信部が接続されていてもよい。

制御部５０のＣＰＵ５１は、プログラムＰＧ１に従って動作することで実現される機能として、波長設定部５１１、発光制御部５１２、検出制御部５１３、時間波形復元部５１４、電圧制御部５１５、電流認識部５１６、ステージ制御部５１７、分布生成部５１８、撮像制御部５１９および画像処理部５２０を有する。また、制御部５０のＣＰＵ５１は、プログラムＰＧ１に従って動作することで実現される機能として、閾値電圧認識部５２１および差分算出部５２２を有していてもよい。これらの各部５１１〜５２２での処理におけるワークスペースとして、例えば、ＲＡＭ５３等が使用される。なお、ＣＰＵ５１で実現される機能的な構成の少なくとも一部の機能は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。

波長設定部５１１は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、光照射部１０が射出するパルス光としての測定用光ＬＰ１０の波長領域を設定することができる。ここでは、例えば、光照射部１０が射出する光の波長領域が、第２半導体部９２を透過し且つ第１半導体部９０に吸収される波長領域に設定される。例えば、フェムト秒レーザ１２が出力する基本波としてのパルス光ＬＰ１の波長の設定と、波長変換器１６による波長の変換と、の組み合わせによって、光照射部１０が射出する光の波長領域が設定され得る。

発光制御部５１２は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、フェムト秒レーザ１２に制御指令を出力することで、フェムト秒レーザ１２からパルス光ＬＰ１を出力するタイミングを制御することができる。これにより、光照射部１０によって、波長設定部５１１によって設定された波長領域のパルス光としての測定用光ＬＰ１０を、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕに照射することができる。すなわち、光照射部１０によって、測定用光ＬＰ１０を、第２半導体部９２を介して第１半導体部９０に照射することができる。

検出制御部５１３は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、電磁波検出器２２および遅延ステージ移動部２４２等に制御指令を出力することで、電磁波検出器２２および遅延ステージ移動部２４２の動作を制御することができる。ここでは、例えば、遅延ステージ移動部２４２が遅延ステージ２４０を動作させて参照光ＬＰ１２に時間遅延を適宜与えることで、電磁波検出器２２に、電磁波ＬＴ１の強度を複数の異なる位相ごとに検出させることが可能となる。電磁波検出器２２で検出された電磁波ＬＴ１の強度を示す信号は、制御部５０に入力される。このため、制御部５０は、電磁波検出部２０によって、光照射部１０によるパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出させることができる。

また、検出制御部５１３は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、偏光子移動部２１１に制御指令を出力することで、偏光子移動部２１１の動作を制御してもよい。ここでは、例えば、偏光子移動部２１１が偏光子２１を進行方向に沿った軸を中心として適宜回転させて偏光子２１の角度を変更すれば、制御部５０は、電磁波検出部２０によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０のうちの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することができる。

時間波形復元部５１４は、例えば、電磁波検出器２２で検出された電磁波ＬＴ１の強度と、その電磁波ＬＴ１が検出された際の位相に係る情報と、に基づき、電磁波ＬＴ１の時間波形を復元することができる。例えば、時間波形復元部５１４は、電磁波検出器２２で検出された、複数の異なる位相（時間）に応じた各電界強度から、電磁波ＬＴ１を示す波形（時間波形）を復元することができる。

電圧制御部５１５は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、電圧変更部４２に制御指令を出力することで、電圧変更部４２の動作を制御することができる。ここでは、例えば、電圧変更部４２によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおけるソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加するとともに、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおけるソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間にゲート電圧（Ｖｇｓ）を印加することが可能である。また、例えば、電圧変更部４２によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおけるドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびゲート電圧（Ｖｇｓ）を種々変更することが可能である。このため、制御部５０は、例えば、電圧制御部５１５によって、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびゲート電圧（Ｖｇｓ）を切り替えつつ、電磁波検出部２０によって、電磁波ＬＴ１の強度を複数の異なる位相ごとに検出させることができる。これにより、電磁波検出部２０は、例えば、複数のドレイン電圧（Ｖｄｓ）および複数のゲート電圧（Ｖｇｓ）がそれぞれ印加されているＨＥＭＴ９Ｔｒから放射される電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。その結果、時間波形復元部５１４は、例えば、各ドレイン電極および各ゲート電極について、電磁波検出器２２で検出された電磁波ＬＴ１の強度に基づき、電磁波ＬＴ１の時間波形を復元することができる。ここで復元される電磁波ＬＴ１の時間波形は、各ドレイン電圧（Ｖｄｓ）および各ゲート電圧（Ｖｇｓ）が印加されているＨＥＭＴ９Ｔｒから放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を示す。

図６は、半導体デバイス測定装置１で取得される電磁波の時間波形の一例を模式的に示す図である。図６では、一定のドレイン電圧（Ｖｄｓ）が印加されており且つ互いに異なる４つのゲート電圧（Ｖｇｓ）がそれぞれ印加された状態で、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の時間波形が、４つの異なる種類の線（太い実線、太い破線、細い実線および細い破線）で描かれている。

電流認識部５１６は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、電流計測部４３からの電気信号を取得し、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちのソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に流れているドレイン電流（Ｉｄｓ）を認識することができる。

ステージ制御部５１７は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報に基づいて、ステージ移動部３５に制御指令を出力することで、ステージ３０の移動を制御することができる。ここでは、ステージ３０の動作によって、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの光照射部１０によってパルス光である測定用光ＬＰ１０が照射される照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させることが可能である。これにより、制御部５０は、例えば、ステージ３０によって照射対象位置Ｐｏ１を移動させる度に、電磁波検出部２０によって、光照射部１０によるパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出させることができる。これにより、制御部５０は、例えば、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を取得することができる。また、例えば、ステージ制御部５１７からの制御指令に応じて、ステージ３０に内蔵されているヒータ３０ｈｔが加熱を行ってもよい。

分布生成部５１８は、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて電磁波検出部２０によって検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の２次元の分布に係る情報（第１分布情報ともいう）を生成することが可能である。ここで、所定のピークとしては、例えば、時間波形復元部５１４によって復元された電磁波ＬＴ１の時間波形から振幅の大きい順にピークを２か所選び、その中でピーク時間の小さい方のピークを採用することができる。図６の例では、異なる種類の線でそれぞれ描かれた電磁波ＬＴ１の時間波形は、時間の経過（位相）に対して、一旦、負のピークを示した後に、正の所定のピークを示し、その後、負のピークを示す。図６では、ＨＥＭＴ９Ｔｒに印加されたゲート電圧（Ｖｇｓ）ごとの電磁波ＬＴ１の時間波形に対して、所定のピークに黒丸のドットが付されている。なお、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）の正負および大小等に応じて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０のうちの界面近傍領域９０Ａｒにおいて、内部電界の向きおよび強さが変化する。これにより、所定のピークは正負の反転を生じ得る。上記のようにして分布生成部５１８で生成される第１分布情報は、例えば、表示部７１において可視的に出力され得る。

このようにして、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射される電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度を２次元的にマッピングしたイメージを生成することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の２次元的な分布に関する情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

図７および図８は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕを平面視した場合に図３の２点鎖線で囲まれた矩形状の領域（測定対象領域ともいう）Ａｒ１内を対象として、各照射対象位置Ｐｏ１について検出された電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度の２次元の分布を例示する図である。ここでは、測定対象領域Ａｒ１は、ゲート電極９ｇとドレイン電極９ｄとに挟まれるように位置している矩形状の領域とされた。この測定対象領域Ａｒ１では、＋Ｙ方向に進むほど、ゲート電極９ｇおよびソース電極９ｓに近づき、−Ｙ方向に進むほど、ドレイン電極９ｄに近づく。また、ここでは、測定用光ＬＰ１０の波長は、第１半導体部９０を構成するＧａＮのバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の第１波長λ１である３６５ｎｍ以下であって、第２半導体部９２を構成するＡｌ_０．２Ｇａ_０．８ＮのバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の第２波長λ２である３２７ｎｍを超える、３５５ｎｍに設定された。

そして、図７（ａ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−３Ｖに設定された場合について得られた第１分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図７（ｂ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−１Ｖに設定された場合について得られた第１分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図８（ａ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が０Ｖに設定された場合について得られた第１分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図８（ｂ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が＋０．５Ｖに設定された場合について得られた第１分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図７（ａ）から図８（ｂ）では、所定のピークの強度が低くなるほど濃く表示され、所定のピークの強度が高くなるほど淡く表示されるような白黒の濃淡で各第１分布情報が可視的に示されている。ここでは、例えば、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が正の値であれば、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドが上向きに曲がっていることで、測定用光ＬＰ１０の照射に応じて発生する過渡電流が界面９８に向けて流れたものと推定された。また、例えば、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が負の値であれば、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドが下向きに曲がっていることで、測定用光ＬＰ１０の照射に応じて発生する過渡電流が界面９８から離れるように流れたものと推定された。

図７（ａ）から図８（ｂ）のうちの各上部の領域に着目すると、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を、−１Ｖから−３Ｖに設定するように負の値において低下させると、ゲート電極９ｇの近くの領域において、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が正の値において上昇しており、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドがより上向きに曲がっている状態にあるものと推定された。この場合には、例えば、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒのうちのゲート電極９ｇの近くの領域では、２ＤＥＧが蓄積しにくい状態にあり、ＨＥＭＴ９Ｔｒは、ドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れないオフ状態となっているものと推定された。なお、図７（ａ）から図８（ｂ）のうちの各下部の領域に着目すると、正の電位が付与されたドレイン電極９ｄの近くの領域においては、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が負の値において減少しており、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドがより下向きに曲がっている状態にあるものと推定された。

なお、分布生成部５１８は、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて電磁波検出部２０によって検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の正または負の値の２次元の分布に係る情報（第２分布情報ともいう）を生成してもよい。上記のようにして分布生成部５１８で生成される第２分布情報は、例えば、表示部７１において可視的に出力され得る。

図９および図１０は、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕを平面視した場合に図３の２点鎖線で囲まれた矩形状の測定対象領域Ａｒ１内の全面を対象として、各照射対象位置Ｐｏ１について検出された電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度の正の値の２次元の分布を例示する図である。ここでは、測定用光ＬＰ１０の波長は、第１半導体部９０を構成するＧａＮのバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の第１波長λ１である３６５ｎｍ以下であって、第２半導体部９２を構成するＡｌ_０．２Ｇａ_０．８ＮのバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の第２波長λ２である３２７ｎｍを超える、３５５ｎｍに設定された。

そして、図９（ａ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−３Ｖに設定された場合について得られた第２分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図９（ｂ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−１Ｖに設定された場合について得られた第２分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図１０（ａ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が０Ｖに設定された場合について得られた第２分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図１０（ｂ）には、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が＋０．５Ｖに設定された場合について得られた第２分布情報が可視的に出力されている様子が例示されている。図９（ａ）から図１０（ｂ）では、所定のピークの強度が正の値においてゼロ（０）に近づくように低くなるほど濃く表示され、所定のピークの強度が負の値であれば黒で表示され、所定のピークの強度が正の値でゼロ（０）から高くなるほど淡く表示されるような白黒の濃淡で第２分布情報が可視的に示されている。図９（ａ）から図１０（ｂ）のうちの各上部の領域に着目すると、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を、−１Ｖから−３Ｖに設定するように負の値において低下させると、ゲート電極９ｇの近くの領域において、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が正の値において上昇しており、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドがより上向きに曲がっている状態にあるものと推定された。この場合には、例えば、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒのうちのゲート電極９ｇの近くの領域では、２ＤＥＧが蓄積しにくい状態にあり、ＨＥＭＴ９Ｔｒは、ドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れないオフ状態となっているものと推定された。

図１１は、図７（ａ）から図８（ｂ）で示した各ゲート電圧（Ｖｇｓ）が印加された場合について電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度のドレイン電極９ｄからゲート電極９ｇに向けたＹ方向における変化（プロファイル）を例示する図である。図１１では、横軸は、ドレイン電極９ｄからゲート電極９ｇに向かう方向（＋Ｙ方向）の位置を示し、縦軸は、測定対象領域Ａｒ１におけるＹ方向の各位置について、Ｘ方向に沿った１ラインにおける電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度の平均値を示している。ここでは、図７（ａ）に対応する、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−３Ｖに設定された場合について得られた電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度のＹ方向における変化が、太い実線Ｌｎ１で描かれている。図７（ｂ）に対応する、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が−１Ｖに設定された場合について得られた電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度のＹ方向における変化が、太い１点鎖線Ｌｎ２で描かれている。図８（ａ）に対応する、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が０Ｖに設定された場合について得られた電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度のＹ方向における変化が、細い実線Ｌｎ３で描かれている。図８（ｂ）に対応する、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖに設定され且つゲート電圧（Ｖｇｓ）が＋０．５Ｖに設定された場合について得られた電磁波ＬＴ１の時間波形のうちの所定のピークの強度のＹ方向における変化が、細い１点鎖線Ｌｎ４で描かれている。

図１１で示されるように、ここでも、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）が＋５Ｖであるため、ドレイン電極９ｄの近くの領域については、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が低い負の値（絶対値が大きな負の値）となっており、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドがより下向きに曲がっている状態にあるものと推定された。そして、ゲート電圧（Ｖｇｓ）が−３Ｖである場合には、ゲート電極９ｇに近づくことで、電磁波ＬＴ１の所定のピークの強度が負から正の値となっており、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒにおいて、界面９８に近づくにつれてエネルギーバンドが上向きに曲がっている状態にあるものと推定された。このように、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）の変化によって、第１半導体部９０の界面近傍領域９０Ａｒのうちのゲート電極９ｇの近くの領域が、２ＤＥＧが蓄積しやすい状態にあるのか、２ＤＥＧが蓄積しにくい状態にあるのか、可視的に分かりやすく出力することが可能となる。

撮像制御部５１９は、例えば、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力される情報等に基づいて、撮像部３３に制御指令を出力することで、撮像部３３によって、ステージ３０に保持された半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕを撮像させることができる。これにより、例えば、撮像部３３は、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄを含む領域を捉えた画像データを取得することができる。ここで取得された画像データは、例えば、撮像部３３から制御部５０に送出される。

画像処理部５２０は、例えば、撮像部３３で取得された画像データに基づいて、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄが位置している位置（電極位置）を示す情報（電極位置情報）を取得することができる。ここでは、例えば、２値化処理またはエッジ抽出処理等の各種の画像処理によって、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄの輪郭を検出することで、電極位置情報を取得することができる。なお、金属を用いたソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄと、第２半導体部９２の上面９ｕと、の間には、反射率および表面の色が大きくことなる。このため、例えば、２値化処理等を用いて、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄが位置している位置（電極位置）を示す情報（電極位置情報）を容易に取得することが可能である。これにより、例えば、電極位置情報に基づいて、ステージ移動部３５によって、電極位置を避けるように照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させることが可能となる。

ここで、上述したように、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄの材料として、例えば、ＡｇまたはＡｕ等が適用され得る。３００ｎｍから４００ｎｍ程度の波長を有する光の反射率は、Ａｇでは８０％程度であり、Ａｕでは４０％弱程度である。このため、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄは、光照射部１０によって照射される測定用光ＬＰ１０を一定の割合で吸収し得る。そして、フェムト秒レーザ１２で出力されるパルス光はエネルギー密度が高く、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄに損傷を与える可能性がある。

このため、例えば、電極位置を避けてＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０を照射することで、測定用光ＬＰ１０の照射による各電極９ｓ，９ｇ，９ｄの損傷を低減することが可能となる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を低下させることなく、ＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定を非破壊で実施することが可能となる。ここでは、例えば、撮像部３３による撮像で得た画像データに基づいて取得される電極位置を避けてＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０を照射することで、測定用光ＬＰ１０の照射による各電極９ｓ，９ｇ，９ｄの損傷を容易に低減することが可能となる。

閾値電圧認識部５２１は、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒについて、互いに異なる複数のゲート電圧（Ｖｇｓ）をそれぞれ印加した状態で電流計測部４３によってドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測することで得られる、ゲート電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電流（Ｉｄｓ）との関係を示す情報に基づいて、閾値電圧（Ｖｔｈ）を認識することができる。閾値電圧（Ｖｔｈ）は、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおいて、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加した状態で、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変化させた際にソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れ始めるときのゲート電圧（Ｖｇｓ）である。

ここで、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、電磁波検出部２０が、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に所定のドレイン電圧（第１のドレイン電圧ともいう）を印加し且つソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に閾値電圧認識部５２１で認識された閾値電圧（Ｖｔｈ）を印加した状態で、ＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第１基準時間変化ともいう）を検出してもよい。これにより、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）が閾値電圧（Ｖｔｈ）に設定された状態において、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒがソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れるオン状態とソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れないオフ状態との間で切り替わるタイミングにおける、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることが可能となる。

また、ここで、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、電磁波検出部２０が、ソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に所定のゲート電圧（第１のゲート電圧ともいう）を印加し且つソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に第１のゲート電圧から閾値電圧（Ｖｔｈ）を減じた電圧（ピンチオフ電圧ともいう）を印加した状態で、ＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第２基準時間変化ともいう）を検出してもよい。これにより、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）がピンチオフ電圧（Ｖｐ）に設定された状態において、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒが線形領域と飽和領域との間で切り替わるピンチオフ電圧（Ｖｐ）の付近におけるドレイン電圧（Ｖｄｓ）の変化に対して、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることが可能となる。

差分算出部５２２は、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に所定のドレイン電圧（第１のドレイン電圧）を印加し且つソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に任意のゲート電圧（Ｖｇｓ）を印加した状態で電磁波検出部２０によって検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、上記の第１基準時間変化における所定のピークの強度（第１基準強度ともいう）と、の差分値（第１差分値ともいう）を算出することが可能である。ここでは、分布生成部５１８が、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１に対する第１差分値の２次元の分布に係る情報（第３分布情報ともいう）を生成してもよい。この第３分布情報は、例えば、相互に異なるドレイン電圧毎に生成してもよい。このようにして第３分布情報が生成されれば、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒがオフ状態とオン状態との間で切り替わる閾値電圧（Ｖｔｈ）の付近におけるゲート電圧（Ｖｇｓ）の変化に対して、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

また、差分算出部５２２は、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、ソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に所定のゲート電圧（第１のゲート電圧）を印加し且つソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に任意のドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加した状態で電磁波検出部２０によって検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、上記の第２基準時間変化における所定のピークの強度（第２基準強度ともいう）と、の差分値（第２差分値ともいう）を算出することが可能である。ここでは、分布生成部５１８が、例えば、複数の照射対象位置Ｐｏ１に対する第２差分値の２次元の分布に係る情報（第４分布情報ともいう）を生成してもよい。この第４分布情報は、例えば、相互に異なるゲート電圧毎に生成してもよい。このようにして第４分布情報が生成されれば、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒが線形領域と飽和領域との間で切り替わるピンチオフ電圧（Ｖｐ）の付近におけるドレイン電圧（Ｖｄｓ）の変化に対して、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

＜１−２．半導体デバイス測定装置の動作＞
図１２から図１８は、第１実施形態に係る半導体デバイス測定装置１の動作フローの一例を示す流れ図である。換言すれば、図１２から図１８は、ＨＥＭＴ９Ｔｒを含む半導体デバイス９を対象とした測定方法（半導体デバイス測定方法ともいう）の一例を示す流れ図である。以下で説明する半導体デバイス測定装置１の動作は、特に断らない限り、制御部５０からの制御指令に基づいて実行されるものとする。ここでは、図１２のステップＳｐ１〜Ｓｐ６の動作をこの記載の順に実行する一例を挙げて説明するが、動作を実行する順序については、図１２に示すものに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

＜ステップＳｐ１＞
まず、図１２のステップＳｐ１では、例えば、半導体デバイス９を保持部としてのステージ３０に保持させる工程（保持工程ともいう）を行う。ここでは、ステージ３０が半導体デバイス９を保持すると、電圧印加部４０が、ＨＥＭＴ９Ｔｒのソース電極９ｓ、ドレイン電極９ｄおよびゲート電極９ｇに電気的に接続される。これにより、ＨＥＭＴ９Ｔｒにドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびゲート電圧（Ｖｇｓ）を印加することができる状態となる。

＜ステップＳｐ２＞
次に、図１２のステップＳｐ２では、例えば、制御部５０が、光照射部１０の設定を行う。ここでは、例えば、第２半導体部９２を透過し且つ第１半導体部９０に吸収される波長領域の測定用光ＬＰ１０を射出するように光照射部１０を設定する工程（設定工程ともいう）を行う。このステップＳｐ２では、例えば、図１３のステップＳｐ２１〜Ｓｐ２３の動作をこの記載の順に実行する。

ステップＳｐ２１では、波長設定部５１１が、第１半導体部９０および第２半導体部９２のそれぞれのバンドギャップを認識する。ここでは、例えば、オペレータ等による操作部７２から入力される情報等に基づいて、第１半導体部９０および第２半導体部９２のそれぞれのバンドギャップが認識され得る。オペレータは、例えば、文献に記載されている材料毎のバンドギャップの情報、または材料毎に波長の異なる光を照射して励起電流を発生させる計測結果等に基づいて、第１半導体部９０および第２半導体部９２のそれぞれのバンドギャップを知ることができる。ここでは、第１半導体部９０の材料がＧａＮであれば、第１半導体部９０のバンドギャップとして３．４ｅＶが認識される。また、第２半導体部９２の材料がＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎであれば、第２半導体部９２のバンドギャップとして３．７９ｅＶが認識される。

ステップＳｐ２２では、例えば、波長設定部５１１が、ステップＳｐ２１で認識した第１半導体部９０および第２半導体部９２のそれぞれのバンドギャップに基づいて、フェムト秒レーザ１２から出力されるレーザ光の基本波の波長λｏを導出する。

ここでは、まず、第１半導体部９０および第２半導体部９２のそれぞれのバンドギャップから、予め設定されたバンドギャップと波長との関係を示す関係式またはテーブル等に基づいて、第１半導体部９０のバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の波長（第１波長）λ１および第２半導体部９２のバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の波長（第２波長）λ２が導出される。例えば、第１半導体部９０について、バンドギャップＢｇ１が３．４ｅＶであれば、第１波長λ１として３６５ｎｍが導出される。また、例えば、第２半導体部９２について、バンドギャップＢｇ２が３．７９ｅＶであれば、第２波長λ２として３２７ｎｍが導出される。

次に、λ２＜λ≦λ１の関係式を満たすように、光照射部１０が射出するパルス光としての測定用光ＬＰ１０の波長λを導出する。ここでは、例えば、λ１とλ２との差に応じて、波長λが設定されればよい。例えば、λ１とλ２との差が２０ｎｍを超える場合には、第１波長λ１から所定値（１０ｎｍまたは５ｎｍ等）を減じた波長を波長λとして導出するような態様が考えられる。例えば、第１波長λ１として３６５ｎｍが導出され、第２波長λ２として３２７ｎｍが導出されれば、波長λとして３５５ｎｍまたは３６０ｎｍが導出される。

次に、測定用光ＬＰ１０の波長λと、波長変換器１６の設定と、に基づいて、フェムト秒レーザ１２から出力されるレーザ光の基本波の波長λｏを導出する。例えば、波長変換器１６が第２次高調波発生を起こす場合には、測定用光ＬＰ１０の波長λの２倍の波長が基本波の波長λｏとして導出される。具体的には、波長λが３６０ｎｍの場合には、波長λ０として７２０ｎｍが導出される。また、例えば、波長変換器１６が第３次高調波発生を起こす場合には、測定用光ＬＰ１０の波長λの３倍の波長が基本波の波長λｏとして導出される。具体的には、波長λが３６０ｎｍの場合には、波長λｏとして１０８０ｎｍが導出される。

ステップＳｐ２３では、例えば、波長設定部５１１が、ステップＳｐ２２で導出した波長λｏに基づいて、フェムト秒レーザ１２から出力されるレーザ光の基本波の波長を波長λｏに設定する。ここでは、例えば、フェムト秒レーザ１２に波長可変レーザが適用されている場合には、フェムト秒レーザ１２から出力されるレーザ光の基本波の波長が波長λｏに設定される。

このステップＳｐ２では、例えば、測定用光ＬＰ１０の波長領域が、第２半導体部９２におけるバンドギャップＢｇ２に対応する吸収端の波長（第２波長）λ２よりも、第１半導体部９０におけるバンドギャップＢｇ１に対応する吸収端の波長（第１波長）λ１に近い波長領域となるように、光照射部１０が設定されれば、後述するステップＳｐ４において、第２半導体部９２の欠陥準位に起因するＴＨｚ波の放射が低減され得る。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちのチャネル領域としての役割を有する界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の状態に応じて放射されるＴＨｚ波にノイズ成分が重畳する不具合が生じにくい。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断等に資するより有益な情報を得ることができる。

＜ステップＳｐ３＞
次に、図１２のステップＳｐ３では、例えば、制御部５０が、測定対象領域Ａｒ１の設定を行う。このステップＳｐ３では、例えば、図１４のステップＳｐ３１〜Ｓｐ３３の動作をこの記載の順に実行する。

ステップＳｐ３１では、例えば、撮像制御部５１９が、撮像部３３によって、ステージ３０に保持された半導体デバイス９に含まれるＨＥＭＴ９Ｔｒを撮像することで、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄを含む領域を捉えた画像データを取得する工程（撮像工程ともいう）を行わせる。ここでは、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕを捉えた画像データが取得される。

ステップＳｐ３２では、例えば、画像処理部５２０が、ステップＳｐ３１で取得された画像データに基づいて、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄが位置している位置（電極位置）を示す情報（電極位置情報）を取得する工程（取得工程ともいう）を行う。ここでは、制御部５０は、例えば、撮像部３３で得られる画像データの代わりに、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計図（ＣＡＤ図面等）に基づいて電極位置を示す電極位置情報を取得してもよい。

ステップＳｐ３３では、例えば、ステージ制御部５１７が、ステップＳｐ３２で取得された電極位置情報に基づいて、ステージ移動部３５によってステージ３０を移動させる範囲（移動範囲ともいう）を設定する。これにより、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第２半導体部９２側の部分としての上面９ｕにおいて、光照射部１０によってパルス光である測定用光ＬＰ１０が照射される照射対象位置Ｐｏ１が走査される範囲（走査範囲ともいう）が設定される。このとき、例えば、電極位置を避けるように照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させるように走査範囲を設定すれば、後述するステップＳｐ４において、電極位置を避けてＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０が照射される。これにより、例えば、測定用光ＬＰ１０の照射による各電極９ｓ，９ｇ，９ｄの損傷が低減され得る。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を低下させることなく、ＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定を非破壊で実施することが可能となる。そして、ここでは、例えば、撮像部３３による撮像で得た画像データに基づいて取得される電極位置を避けてＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０を照射することで、測定用光ＬＰ１０の照射による各電極９ｓ，９ｇ，９ｄの損傷を容易に低減することが可能となる。

＜ステップＳｐ４＞
次に、図１２のステップＳｐ４では、例えば、制御部５０からの制御指令に応じて、ＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定を行う。このステップＳｐ４では、例えば、図１５のステップＳｐ４１〜Ｓｐ４８の動作を適宜実行する。

ステップＳｐ４１では、例えば、制御部５０からの制御指令に応じて、ＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定における初期設定が行われる。この初期設定には、例えば、電圧印加部４０によってＨＥＭＴ９Ｔｒに印加されるドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびゲート電圧（Ｖｇｓ）の初期状態、照射対象位置Ｐｏ１の初期状態およびヒータ３０ｈｔによるＨＥＭＴ９Ｔｒの温度の初期状態の設定等が含まれる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうち、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加するとともに、ソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間にゲート電圧（Ｖｇｓ）を印加する工程（印加工程ともいう）が開始され得る。なお、ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加させることなく、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとを短絡させてもよい。例えば、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとを短絡させた状態では、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおいて、光照射部１０からの測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生成されるキャリアが電磁波ＬＴ１の強度に与える影響が低減され得る。

ステップＳｐ４２では、例えば、ステージ制御部５１７が、測定対象領域Ａｒ１において１点以上の照射対象位置が予め指定されているか否か判定する。ここでは、例えば、１点以上の照射対象位置が予め指定されていれば、ステップＳｐ４３に進み、１点以上の照射対象位置が予め指定されていなければ、ステップＳｐ４６に進む。ここで、１点以上の照射対象位置が予め指定されている場合には、例えば、測定対象領域Ａｒ１の一部の代表点が１点以上の照射対象位置として予め指定されている場合、および一旦測定を行ったＨＥＭＴ９Ｔｒについて再測定を行いたい一部の点が１点以上の照射対象位置として予め指定されている場合等が含まれる。照射対象位置は、例えば、オペレータが操作部７２を操作することで入力される情報に基づいて、予め指定され得る。

ステップＳｐ４３では、例えば、制御部５０が、指定された１点以上の照射対象位置について測定を行う動作（第１測定動作ともいう）を実施する。このステップＳｐ４３では、例えば、図１６のステップＳｐ４３ａ〜Ｓｐ４３ｋの動作を適宜実行する。

ステップＳｐ４３ａでは、例えば、ステージ制御部５１７がステージ移動部３５に制御指令を出力することで、ステージ３０を移動させて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕ上において照射対象位置Ｐｏ１を移動させる。ここでは、照射対象位置Ｐｏ１を予め指定された１点以上の照射対象位置のうちの１点の照射対象位置まで移動させる。

ステップＳｐ４３ｂでは、例えば、電流認識部５１６からの制御指令に応じて、電流計測部４３が、ＨＥＭＴ９Ｔｒのソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間におけるドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測する工程（計測工程ともいう）を行う。ここでは、電流認識部５１６は、例えば、電流計測部４３から電気信号を取得し、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちのソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に流れているドレイン電流（Ｉｄｓ）を認識する。

ステップＳｐ４３ｃでは、例えば、発光制御部５１２および検出制御部５１３からの制御指令に応じて、光照射部１０が、ステップＳｐ２の設定工程で設定された波長領域のパルス光としての測定用光ＬＰ１０を、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおける第２半導体部９２を介して第１半導体部９０に照射して、電磁波検出部２０が、第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出する工程（検出工程ともいう）を行う。

ここで、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから電磁波検出器２２まで電磁波ＬＴ１が導かれる経路上に偏光子２１が設けられていれば、検出工程では、ＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１のうちの予め設定された方向に振動する成分が偏光子２１を透過し、この偏光子２１を透過したＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することができる。つまり、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いをさらに詳細に示す情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることが可能となり、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

ステップＳｐ４３ｄでは、例えば、検出制御部５１３が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、偏光子２１の角度を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、偏光子２１の角度を変更する場合には、ステップＳｐ４３ｅに進み、偏光子２１の角度を変更しない場合には、ステップＳｐ４３ｆに進む。

ステップＳｐ４３ｅでは、例えば、検出制御部５１３が偏光子移動部２１１に制御指令を出力することで、電磁波ＬＴ１の進行方向に沿った軸を中心として偏光子２１の角度を変更し、ステップＳｐ４３ｃに戻る。ここでは、電磁波ＬＴ１の進行方向に沿った軸を中心とした偏光子２１の角度の変更によって、電磁波検出部２０が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０のうちの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することが可能となる。

ステップＳｐ４３ｆでは、例えば、ステージ制御部５１７が、次の照射対象位置があるか否か判定する。ここでは、例えば、２点以上の照射対象位置が指定されている場合に、ステージ制御部５１７は、オペレータによって操作部７２から入力された情報等に基づいて、この２点以上の照射対象位置のうちの未だ照射対象位置Ｐｏ１とされていない次の照射対処位置があるか否か判定する。そして、次の照射対象位置があれば、ステップＳｐ４３ｇに進み、次の照射対象位置がなければ、ステップＳｐ４３ｈに進む。

ステップＳｐ４３ｇでは、例えば、ステージ制御部５１７がステージ移動部３５に制御指令を出力することで、ステージ３０を移動させて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕ上において照射対象位置Ｐｏ１を次の照射対象位置まで移動させ、ステップＳｐ４３ｃに戻る。このとき、照射対象位置Ｐｏ１を予め指定された１点以上の照射対象位置のうちの次の照射対象位置まで移動させる。

ステップＳｐ４３ｈでは、例えば、電圧制御部５１５が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を相互に異なる２つ以上の電圧に順次に設定することが指定されていれば、電圧制御部５１５は、相互に異なる２つ以上の電圧のうちの未だゲート電圧（Ｖｇｓ）として設定されていない次の電圧があれば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更するものと判定する。そして、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更する場合には、ステップＳｐ４３ｉに進み、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更しない場合には、ステップＳｐ４３ｊに進む。

ステップＳｐ４３ｉでは、例えば、電圧制御部５１５が、電圧印加部４０に制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒのゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更し、ステップＳｐ４３ｂに戻る。このとき、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を予め指定された２つ以上の電圧のうちの次の電圧に設定する。これにより、例えば、電圧印加部４０が、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更する工程（第１変更工程ともいう）を行う。

ステップＳｐ４３ｊでは、例えば、電圧制御部５１５が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を相互に異なる２つ以上の電圧に順次に設定することが指定されていれば、電圧制御部５１５は、相互に異なる２つ以上の電圧のうちの未だドレイン電圧（Ｖｄｓ）として設定されていない次の電圧があれば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更するものと判定する。そして、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更する場合には、ステップＳｐ４３ｋに進み、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更しない場合には、図１６で示す第１測定動作を終了して、図１５のステップＳｐ４４に進む。

ステップＳｐ４３ｋでは、例えば、電圧制御部５１５が、電圧印加部４０に制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒのドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更し、ステップＳｐ４３ｂに戻る。ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を、予め指定された２つ以上の電圧のうちの次の電圧に設定する。これにより、例えば、電圧印加部４０が、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更する工程（第２変更工程ともいう）を行う。

図１５のステップＳｐ４４では、例えば、ステージ制御部５１７が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を相互に異なる２つ以上の温度に順次に設定することが指定されている場合には、ステージ制御部５１７は、相互に異なる２つ以上の温度のうちの未だＨＥＭＴ９Ｔｒの温度として設定されていない次の温度があれば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更するものと判定する。そして、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更する場合には、ステップＳｐ４５に進み、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更しない場合には、図１５で示すＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定の動作を終了して、図１２のステップＳｐ５に進む。

ステップＳｐ４５では、例えば、ステージ制御部５１７が、ヒータ３０ｈｔに制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更して、ステップＳｐ４３に戻る。ここでは、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を、予め設定された２つ以上の温度のうちの次の温度に設定する。これにより、例えば、ヒータ３０ｈｔが、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更する工程（温度変更工程ともいう）を行う。

ステップＳｐ４６では、例えば、制御部５０が、ステップＳｐ３で設定された測定対象領域Ａｒ１内の全面における複数の照射対象位置Ｐｏ１について測定を行う動作（第２測定動作ともいう）を実施する。このステップＳｐ４６では、例えば、図１７のステップＳｐ４６ａ〜Ｓｐ４６ｊの動作をこの記載の順に実行する。

ステップＳｐ４６ａでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｂと同様に、電流認識部５１６からの制御指令に応じて、電流計測部４３が、ＨＥＭＴ９Ｔｒのソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間におけるドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測する工程（計測工程）を行う。ここでは、電流認識部５１６は、例えば、電流計測部４３から電気信号を取得し、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちのソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に流れているドレイン電流（Ｉｄｓ）を認識する。

ステップＳｐ４６ｂでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｃと同様に、発光制御部５１２および検出制御部５１３からの制御指令に応じて、光照射部１０が、ステップＳｐ２で設定された波長領域のパルス光としての測定用光ＬＰ１０を、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおける第２半導体部９２を介して第１半導体部９０に照射して、電磁波検出部２０が、第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出する工程（検出工程）を行う。

ここで、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから電磁波検出器２２まで電磁波ＬＴ１が導かれる経路上に偏光子２１が設けられていれば、検出工程では、ＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１のうちの予め設定された方向に振動する成分が偏光子２１を透過し、この偏光子２１を透過したＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することができる。つまり、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いをさらに詳細に示す情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることが可能となり、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

ステップＳｐ４６ｃでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｄと同様に、検出制御部５１３が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、偏光子２１の角度を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、偏光子２１の角度を変更する場合には、ステップＳｐ４６ｄに進み、偏光子２１の角度を変更しない場合には、ステップＳｐ４６ｅに進む。

ステップＳｐ４６ｄでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｅと同様に、検出制御部５１３が偏光子移動部２１１に制御指令を出力することで、電磁波ＬＴ１の進行方向に沿った軸を中心として偏光子２１の角度を変更し、ステップＳｐ４６ｂに戻る。ここでは、電磁波ＬＴ１の進行方向に沿った軸を中心とした偏光子２１の角度の変更によって、電磁波検出部２０が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの第１半導体部９０のうちの界面近傍領域９０Ａｒにおいてパルス光としての測定用光ＬＰ１０の照射に応じて生じる過渡電流の向きに対応するＴＨｚ波の成分について強度の時間的な変化を選択的に検出することが可能となる。

ステップＳｐ４６ｅでは、例えば、ステージ制御部５１７が、次の照射対象位置があるか否か判定する。ここでは、例えば、ステージ制御部５１７は、プログラムＰＧ１等に基づいて、ステップＳｐ３で設定された測定対象領域Ａｒ１において、未だ照射対象位置Ｐｏ１とされていない次の照射対処位置があるか否か判定する。そして、次の照射対象位置があれば、ステップＳｐ４６ｆに進み、次の照射対象位置がなければ、ステップＳｐ４６ｇに進む。

ステップＳｐ４６ｆでは、例えば、ステージ制御部５１７がステージ移動部３５に制御指令を出力することで、ステージ３０を移動させて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの上面９ｕ上において照射対象位置Ｐｏ１を次の照射対象位置まで移動させ、ステップＳｐ４６ｂに戻る。ここでは、ステップＳｐ４６ｆの動作を繰り返すことで、ステップＳｐ３で設定された測定対象領域Ａｒ１の全面を走査するように照射対象位置Ｐｏ１が設定される。これにより、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの光照射部１０によってパルス光である測定用光ＬＰ１０が照射される照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させる工程（移動工程ともいう）が行われる。

そして、ここでは、例えば、移動工程によって照射対象位置Ｐｏ１を移動させる度にステップＳｐ４６ｂの検出工程を実行するため、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

また、ここでは、例えば、印加工程によってソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電圧（Ｖｄｓ）を印加し且つソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間にゲート電圧（Ｖｇｓ）を印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、動作中のＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの第１半導体部９０の界面近傍領９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

また、ここでは、例えば、ステップＳｐ３で設定した走査範囲に従って、移動工程によって電極位置を避けるように照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させることができる。この場合には、例えば、電極位置を避けてＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０を照射することで、測定用光ＬＰ１０の照射による各電極９ｓ，９ｇ，９ｄの損傷を低減することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を低下させることなく、ＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定を非破壊で実施することが可能となる。

ステップＳｐ４６ｇでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｈと同様に、電圧制御部５１５が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を相互に異なる２つ以上の電圧に順次に設定することが指定されていれば、電圧制御部５１５は、相互に異なる２つ以上の電圧のうちの未だゲート電圧（Ｖｇｓ）として設定されていない次の電圧があれば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更するものと判定する。そして、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更する場合には、ステップＳｐ４６ｈに進み、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更しない場合には、ステップＳｐ４６ｉに進む。

ステップＳｐ４６ｈでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｉと同様に、電圧制御部５１５が、電圧印加部４０に制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒのゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更し、ステップＳｐ４６ａに戻る。ここでは、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を予め指定された互いに異なる２つ以上の電圧のうちの次の電圧に設定する。これにより、例えば、電圧印加部４０が、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変更する工程（第１変更工程）を行う。

そして、ここでは、例えば、ステップＳｐ４６ｂおよびステップＳｐ４６ｈの動作を繰り返すことで、印加工程によってソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に予め設定された所定のドレイン電圧（第１のドレイン電圧）を印加するとともにソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、動作中のＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに対するゲート電圧（Ｖｇｓ）の影響を示す情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

また、ここでは、例えば、ステップＳｐ４６ａ、ステップＳｐ４６ｂおよびステップＳｐ４６ｈの動作を繰り返すことで、印加工程によってソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に予め設定されたドレイン電圧（第１のドレイン電圧）を印加するとともにソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、上記移動工程および上記検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出するとともに、計測工程によってドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測することができる。これにより、例えば、動作中のＨＥＭＴ９Ｔｒについて、ドレイン電流（Ｉｄｓ）に対するゲート電圧（Ｖｇｓ）の影響を示す情報に加えて、界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに対するゲート電圧（Ｖｇｓ）の影響を示す情報を同時に得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資するさらに有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

ステップＳｐ４６ｉでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｊと同様に、電圧制御部５１５が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を相互に異なる２つ以上の電圧に順次に設定することが指定されていれば、電圧制御部５１５は、相互に異なる２つ以上の電圧のうちの未だドレイン電圧（Ｖｄｓ）として設定されていない次の電圧があれば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更するものと判定する。そして、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更する場合には、ステップＳｐ４６ｊに進み、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更しない場合には、図１７で示す第２測定動作を終了して、図１５のステップＳｐ４７に進む。

ステップＳｐ４６ｊでは、例えば、図１６のステップＳｐ４３ｋと同様に、電圧制御部５１５が、電圧印加部４０に制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒのドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更し、ステップＳｐ４６ａに戻る。ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を、予め指定された２つ以上の電圧のうちの次の電圧に設定する。これにより、例えば、電圧印加部４０が、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）を変更する工程（第２変更工程）を行う。

そして、ここでは、ステップＳｐ４６ｂおよびステップＳｐ４６ｊの動作を繰り返すことで、印加工程によってソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に予め設定されたゲート電圧（第１のゲート電圧）を印加するとともにソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に互いに異なる複数のドレイン電圧（Ｖｄｓ）をそれぞれ印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出することができる。これにより、例えば、動作中のＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに対するドレイン電圧（Ｖｄｓ）の影響を示す情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

図１５のステップＳｐ４７では、例えば、図１５のステップＳｐ４４と同様に、ステージ制御部５１７が、プログラムＰＧ１または操作部７２から入力された情報等に基づいて、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更するか否か判定する。ここでは、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を相互に異なる２つ以上の温度に順次に設定することが指定されている場合には、ステージ制御部５１７は、相互に異なる２つ以上の温度のうちの未だＨＥＭＴ９Ｔｒの温度として設定されていない次の温度があれば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更するものと判定する。そして、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更する場合には、ステップＳｐ４８に進み、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更しない場合には、図１５で示すＨＥＭＴ９Ｔｒを対象とした測定の動作を終了して、図１２のステップＳｐ５に進む。

ステップＳｐ４８では、例えば、図１５のステップＳｐ４５と同様に、ステージ制御部５１７が、ヒータ３０ｈｔに制御指令を出力することで、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更して、ステップＳｐ４６に戻る。ここでは、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を、予め設定された２つ以上の温度のうちの次の温度に設定する。これにより、例えば、ヒータ３０ｈｔが、ＨＥＭＴ９Ｔｒの温度を変更する工程（温度変更工程）を行う。

＜ステップＳｐ５＞
次に、図１２のステップＳｐ５では、例えば、制御部５０が、ステップＳｐ４で得られた情報に基づいて各種の情報処理を行う。このステップＳｐ５では、例えば、図１８のステップＳｐ５１〜Ｓｐ５３の動作をこの記載の順に実行する。

ステップＳｐ５１では、例えば、時間波形復元部５１４が、図１２のステップＳｐ４において測定条件毎に各照射対象位置Ｐｏ１について取得されたＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化に基づいて、電磁波ＬＴ１の時間波形を復元する。これにより、時間波形復元部５１４が、測定条件毎に各照射対象位置Ｐｏ１について電磁波ＬＴ１の時間波形を取得することができる。ここでは、測定条件には、例えば、偏光子２１の角度、ゲート電圧（Ｖｇｓ）、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）およびＨＥＭＴ９Ｔｒの温度等の複数の項目についての条件の組み合わせが含まれる。

ステップＳｐ５２では、例えば、分布生成部５１８が、ステップＳｐ５１で取得された測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度を検出する。

ステップＳｐ５３では、例えば、分布生成部５１８が、ステップＳｐ５２で検出された、測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度に基づいて、測定条件毎に所定のピークの強度に係る分布情報を生成する。

このようにして、ステップＳｐ５では、例えば、測定条件毎に、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてステップＳｐ４３ｃまたはステップＳｐ４６ｂの検出工程によって検出されたＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の２次元の分布に係る情報（第１分布情報）を生成する工程（第１生成工程ともいう）を行うことができる。この場合には、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射されるＴＨｚ波の所定のピークの強度を２次元的にマッピングしたイメージを生成することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の２次元的な分布に関する情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

また、ステップＳｐ５では、例えば、測定条件毎に、複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてステップＳｐ４３ｃまたはステップＳｐ４６ｂの検出工程によって検出されたＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の正または負の値の２次元の分布に係る情報（第２分布情報）を生成する工程（第２生成工程ともいう）を行ってもよい。この場合には、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒから放射されるＴＨｚ波の所定のピークの強度の正または負の値を２次元的にマッピングしたイメージを生成することができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおける特定のエネルギー準位に係る２次元的な分布に関する情報を得ることができる。特定のエネルギー準位は、例えば、第１半導体部９０におけるエネルギーバンドが界面９８に近づくにつれて特定の方向に曲がっているエネルギー準位を含む。特定の方向は、例えば、上向きまたは下向きを含む。このような構成が採用されれば、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができる。したがって、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

＜ステップＳｐ６＞
次に、図１２のステップＳｐ６では、制御部５０が、ステップＳｐ２からステップＳｐ５で取得された種々の情報を、記憶部６０に適宜記憶し、表示部７１において適宜可視的に出力する。ここでは、例えば、ステップＳｐ５において測定条件毎に生成された第１分布情報および第２分布情報のうちの少なくとも一方の情報を表示部７１において可視的に出力する態様が考えられる。なお、ステップＳｐ２からステップＳｐ５で取得された種々の情報は、例えば、情報が取得された時点で随時記憶部６０等に記憶されてもよい。

＜１−３．第１実施形態のまとめ＞
以上のように、第１実施形態に係る半導体デバイス測定装置１は、例えば、ヘテロ接合を形成している第１半導体部９０および第２半導体部９２と、この第２半導体部９２上に位置しているソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄと、を有するＨＥＭＴ９Ｔｒを対象として測定を行う装置である。そして、この半導体デバイス測定装置１によれば、例えば、光照射部１０によって第２半導体部９２を透過し且つ第１半導体部９０に吸収される波長領域のパルス光が照射される照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させて、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、パルス光の照射に応じて第１半導体部９０から放射されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出する。このため、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

また、例えば、測定の対象としてのＨＥＭＴ９Ｔｒが、第１半導体部９０のうちの第２半導体部９２との界面９８の近傍に蓄積されている高濃度の２ＤＥＧによって、ソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間において電子を高速で移動させることでドレイン電流（Ｉｄｓ）を流すトランジスタである。このため、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの蓄積されたキャリアとしての電子が高速で移動し得るヘテロ接合を形成している界面９８から第１半導体部９０のその界面９８の近傍に至るまでの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。

＜２．変形例＞
本発明は上述の第１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において種々の変更、改良等が可能である。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号またはアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

＜２−１．第２実施形態＞
上記第１実施形態において、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒを含む半導体デバイス９を対象とした半導体デバイス測定方法において、閾値電圧認識部５２１が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）を認識する工程（認識工程ともいう）を行い、ＨＥＭＴ９Ｔｒのゲート電圧（Ｖｇｓ）として閾値電圧が印加された際に放射される電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第１基準時間変化）を検出してもよい。

この場合には、例えば、図１２のステップＳｐ５において、図１８の動作フローの代わりに、図１９で示されるように、ステップＳｐ５１〜Ｓｐ５３の動作をこの記載の順に実行した後にステップＳｐ５４Ａ〜Ｓｐ５６Ａの動作をこの記載の順に実行する動作フローを実施する態様が考えられる。図１９は、第２実施形態に係る情報処理の動作フローの一例を示す流れ図である。

ここで、ステップＳｐ５４Ａでは、例えば、閾値電圧認識部５２１が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）を認識する工程（認識工程）を行う。ここでは、例えば、上述した図１６のステップＳｐ４３ｂまたは図１７のステップＳｐ４６ａにおいて、印加工程によってソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に互いに異なる複数のゲート電圧（Ｖｇｓ）をそれぞれ印加した状態で、計測工程によってドレイン電流（Ｉｄｓ）を計測することで、ゲート電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電流（Ｉｄｓ）との関係を示す情報が得られる。この関係を示す情報に基づいて、閾値電圧認識部５２１が、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を変化させた際にソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間にドレイン電流（Ｉｄｓ）が流れ始めるときのソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間におけるゲート電圧（Ｖｇｓ）を、閾値電圧（Ｖｔｈ）として認識する。

次に、ステップＳｐ５５Ａでは、例えば、ステップＳｐ５２で検出された測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度のうち、閾値電圧（Ｖｔｈ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度（第１基準強度）を検出する。この場合には、既に、図１２のステップＳｐ４において、印加工程によってゲート電圧（Ｖｇｓ）として閾値電圧（Ｖｔｈ）を印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第１基準時間変化）を検出している。ところで、例えば、ステップＳｐ５１で取得された測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての電磁波ＬＴ１の時間波計において、閾値電圧（Ｖｔｈ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての電磁波ＬＴ１の時間波計が存在していなければ、例えば、図１７で示された動作フローと同様な動作フローによって、印加工程によってゲート電圧（Ｖｇｓ）として閾値電圧（Ｖｔｈ）を印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第１基準時間変化）を検出した後に、ステップＳｐ５１，Ｓｐ５２と同様な動作によって、閾値電圧（Ｖｔｈ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度（第１基準強度）を検出してもよい。このとき、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）以外の測定条件毎に、第１基準時間変化を検出して、第１基準強度を検出することができる。

次に、ステップＳｐ５６Ａでは、例えば、分布生成部５１８が、ステップＳｐ５５Ａで検出された、閾値電圧（Ｖｔｈ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度に基づいて、ゲート電圧（Ｖｇｓ）以外の測定条件毎に所定のピークの強度に係る分布情報を生成する。

このような構成が採用されれば、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）が閾値電圧（Ｖｔｈ）に設定された状態について、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒがオン状態とオフ状態との間で切り替わるタイミングにおける、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

ここで、例えば、さらに、ゲート電圧（Ｖｇｓ）以外の測定条件が同一なもののそれぞれについて、相互に異なるゲート電圧（Ｖｇｓ）毎に、閾値電圧（Ｖｔｈ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度を基準として、所定のピークの強度に係る分布情報を生成してもよい。

この場合には、例えば、図１９の動作フローの代わりに、図２０で示されるように、ステップＳｐ５１〜Ｓｐ５３，Ｓｐ５４Ａ〜Ｓｐ５６Ａの動作をこの記載の順に実行した後に、さらにステップＳｐ５７Ａの動作を実行する動作フローを実施する態様が考えられる。図２０は、第２実施形態に係る情報処理の動作フローの他の一例を示す流れ図である。

ここで、ステップＳｐ５７Ａでは、例えば、差分算出部５２２が、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、印加工程によってソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に第１のドレイン電圧を印加し且つソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に複数のゲート電圧（Ｖｇｓ）をそれぞれ印加した状態で検出工程によって電磁波検出部２０で検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、上記の図１６のステップＳｐ４３ｂ、図１７のステップＳｐ４６ａまたはステップＳｐ５５Ａで得られた第１基準時間変化における所定のピークの強度（第１基準強度ともいう）と、の差分値（第１差分値ともいう）を算出する工程（第１算出工程ともいう）を行い、分布生成部５１８が、複数の照射対象位置Ｐｏ１に対する第１差分値の２次元の分布に係る情報（第３分布情報）を生成する工程（第３生成工程ともいう）を行う。ここでは、例えば、ゲート電圧（Ｖｇｓ）以外の測定条件が同一なもののそれぞれについて、相互に異なるゲート電圧（Ｖｇｓ）毎に、第３分布情報を生成する第３生成工程が行われればよい。

このような構成が採用されれば、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒがオフ状態とオン状態との間で切り替わる閾値電圧（Ｖｔｈ）の付近におけるゲート電圧（Ｖｇｓ）の変化に対して、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

＜２−２．第３実施形態＞
上記第１実施形態において、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒを含む半導体デバイス９を対象とした半導体デバイス測定方法において、閾値電圧認識部５２１が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）を認識する工程（認識工程）を行い、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）としてゲート電圧（Ｖｇｓ）から閾値電圧（Ｖｔｈ）を減じたピンチオフ電圧（Ｖｐ）が印加された際に放射される電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第２基準時間変化）を検出してもよい。

この場合には、例えば、図１２のステップＳｐ５において、図１８の動作フローの代わりに、図２１で示されるように、ステップＳｐ５１〜Ｓｐ５３の動作をこの記載の順に実行した後にステップＳｐ５４Ａ，Ｓｐ５５Ｂ，Ｓｐ５６Ｂの動作をこの記載の順に実行する動作フローを実施する態様が考えられる。図２１は、第３実施形態に係る情報処理の動作フローの一例を示す流れ図である。

ここで、ステップＳｐ５４Ａでは、例えば、上記図１９のステップＳｐ５４Ａと同様にして、閾値電圧認識部５２１が、ＨＥＭＴ９Ｔｒの閾値電圧（Ｖｔｈ）を認識する工程（認識工程）を行う。

次に、ステップＳｐ５５Ｂでは、例えば、ステップＳｐ５２で検出された測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度のうち、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）としてピンチオフ電圧（Ｖｐ）が印加された状態に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度（第２基準強度）を検出する。この場合には、既に、図１２のステップＳｐ４において、印加工程によってソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に第１のゲート電圧を印加するとともに該第１のゲート電圧から閾値電圧（Ｖｔｈ）を減じたピンチオフ電圧（Ｖｐ）をソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第２基準時間変化）を検出している。ところで、例えば、ステップＳｐ５１で取得された測定条件毎の各照射対象位置Ｐｏ１についての電磁波ＬＴ１の時間波計において、ピンチオフ電圧（Ｖｐ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての電磁波ＬＴ１の時間波計が存在していなければ、例えば、図１７で示された動作フローと同様な動作フローによって、印加工程によってソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に第１のゲート電圧を印加するとともに該第１のゲート電圧から閾値電圧（Ｖｔｈ）を減じたピンチオフ電圧（Ｖｐ）をソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に印加した状態について、移動工程および検出工程によって、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについてＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化（第２基準時間変化）を検出した後に、ステップＳｐ５１，Ｓｐ５２と同様な動作によって、ピンチオフ電圧（Ｖｐ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度（第２基準強度）を検出してもよい。このとき、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）以外の測定条件毎に、第２基準時間変化を検出して、第２基準強度を検出することができる。

次に、ステップＳｐ５６Ｂでは、例えば、分布生成部５１８が、ステップＳｐ５５Ｂで検出された、ピンチオフ電圧（Ｖｐ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度に基づいて、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）以外の測定条件毎に所定のピークの強度に係る分布情報を生成する。

このような構成が採用されれば、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）がピンチオフ電圧（Ｖｐ）に設定された状態において、ＨＥＭＴ９Ｔｒの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒが線形領域と飽和領域との間で切り替わるタイミングにおける、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることが可能となる。

ここで、例えば、さらに、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）以外の測定条件が同一なもののそれぞれについて、相互に異なるドレイン電圧（Ｖｄｓ）毎に、ピンチオフ電圧（Ｖｐ）に係る各照射対象位置Ｐｏ１についての所定のピークの強度を基準として、所定のピークの強度に係る分布情報を生成してもよい。

この場合には、例えば、図２１の動作フローの代わりに、図２２で示されるように、ステップＳｐ５１〜Ｓｐ５３，Ｓｐ５４Ａ，Ｓｐ５５Ｂ，Ｓｐ５６Ｂの動作をこの記載の順に実行した後に、さらにステップＳｐ５７Ｂの動作を実行する動作フローを実施する態様が考えられる。図２２は、第３実施形態に係る情報処理の動作フローの他の一例を示す流れ図である。

ここで、ステップＳｐ５７Ｂでは、例えば、差分算出部５２２が、２次元的に位置する複数の照射対象位置Ｐｏ１のそれぞれについて、印加工程によってソース電極９ｓとゲート電極９ｇとの間に第１のゲート電圧を印加するとともにソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に複数のドレイン電圧（Ｖｄｓ）をそれぞれ印加した状態で検出工程によって電磁波検出部２０で検出されるＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、上記の図１６のステップＳｐ４３ｂ、図１７のステップＳｐ４６ａまたはステップＳｐ５５Ｂで得られた第２基準時間変化における所定のピークの強度（第２基準強度ともいう）と、の差分値（第２差分値ともいう）を算出する工程（第２算出工程ともいう）を行い、分布生成部５１８が、複数の照射対象位置Ｐｏ１に対する第２差分値の２次元の分布に係る情報（第４分布情報）を生成する工程（第４生成工程ともいう）を行う。ここでは、例えば、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）以外の測定条件が同一なもののそれぞれについて、相互に異なるドレイン電圧（Ｖｄｓ）毎に、第４分布情報を生成する第４生成工程が行われればよい。

このような構成が採用されれば、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒが線形領域と飽和領域との間で切り替わるピンチオフ電圧の付近におけるドレイン電圧（Ｖｄｓ）の変化に対して、ＨＥＭＴ９Ｔｒのうちの界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることができる。これにより、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、耐久性の評価および故障時の診断などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることができる。

＜２−３．その他＞
上記各実施形態では、第１半導体部９０の材料として、高純度のＧａＮが適用され、第２半導体部９２の材料として、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮが適用されたが、これに限られない。例えば、第１半導体部９０の材料として、高純度のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）が適用され、第２半導体部９２の材料として、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のうちの一部のＧａがＡｌに置換されたＡｌ_ｘＧａ_ｙＡｓ（ガリウムアルミニウムヒ素、ｘ＋ｙ＝１、０．２≦ｘ≦０．３、０．７≦ｙ≦０．８）が適用されてもよい。この場合には、ＧａＡｓのバンドギャップ（１．４ｅＶ）に対応する吸収端の波長は、８８６ｎｍであり、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＡｓのバンドギャップ（１．６ｅＶ）に対応する吸収端の波長は、７７５ｎｍである。このため、フェムト秒レーザ１２が出力する第１のパルス光ＬＰ１（基本波）の波長を８８０ｎｍ程度とし、波長変換器１６は、第１のパルス光ＬＰ１（基本波）の波長を変換することなく、そのまま測定用光ＬＰ１０とする態様が考えられる。なお、第１半導体部９０および第２半導体部９２の各材料として、インジウムリン（ＩｎＰ）系の材料、またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）系の材料等のその他の材料が適用されてもよい。

上記各実施形態では、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄの材料として、金属材料が用いられたが、これに限られない。例えば、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄの材料として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の金属酸化物を用いた導電性を有する透明な材料が適用されてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、照射対象位置Ｐｏ１を、電極位置を避けるように２次元的に移動させなくてもよい。

上記各実施形態では、ステージ３０を移動させることで、照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させたが、これに限られない。例えば、光照射部１０が、測定用光ＬＰ１０の光路を変更するガルバノミラー等の光学素子を有し、この光学素子によって測定用光ＬＰ１０の光路を変更させることで、照射対象位置Ｐｏ１を２次元的に移動させてもよい。

上記各実施形態では、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒが、高速で移動するキャリアが電子であるｎ型のＨＥＭＴであったが、これに限られない。例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒは、高速で移動するキャリアが正孔であるｐ型のＨＥＭＴであってもよい。ｐ型のＨＥＭＴとしては、例えば、窒化物半導体を用いたものが考えられる。

上記各実施形態では、例えば、ソース電極９ｓ、ゲート電極９ｇおよびドレイン電極９ｄが、第２半導体部９２上に直接接するように位置していてもよいし、第２半導体部９２上に１つ以上の層を介して位置していてもよい。例えば、第２半導体部９２上に、１つ以上の層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）や窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁膜の層を介して、ゲート電極９ｇが位置している態様が考えられる。

上記各実施形態では、基板９６上に直接接するように第１半導体部９０が位置していたが、これに限られない。例えば、基板９６上にバッファ層を介して第１半導体部９０が位置していてもよい。バッファ層には、例えば、基板９６と第１半導体部９０との密着性または結晶格子の整合性を向上させるための材料を用いた層が適用される。

上記各実施形態では、例えば、第１半導体部９０が基板９６上に層状に形成されたものであったが、これに限られない。例えば、第１半導体部９０は、バルク状のものであってもよい。

上記各実施形態では、例えば、撮像部３３で取得された画像データを用いた画像処理によって、電極位置を示す電極位置情報を取得したが、これに限られない。例えば、画像データを表示部７１に可視的に出力した状態で、オペレータが操作部７２を操作して電極位置を指定することで、電極位置情報を取得してもよい。

上記各実施形態では、例えば、印加工程によってソース電極９ｓとドレイン電極９ｄとの間に大きなドレイン電圧を印加しながら、検出工程によってＴＨｚ波を含む電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を検出してもよい。大きなドレイン電圧としては、例えば、数Ｖから数百Ｖの電圧が採用される。電流コラプス現象は、例えば、大きなドレイン電圧が印加された状態におけるトラップ電荷の影響で生じるのであれば、２ＤＥＧが生じる界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位にトラップ電荷が影響を与えるものと推定される。このため、上記のようにして、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおいて電流コラプス現象が生じるものと推定される高いドレイン電圧が印加された状態において、界面近傍領域９０Ａｒにおけるエネルギー準位の場所による違いに係る情報を得ることで、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおける電流コラプス現象の解析が可能となる。その結果、例えば、ＨＥＭＴ９Ｔｒの設計、歩留まり、および耐久性の評価などに資する有益な情報を得ることができ、ＨＥＭＴ９Ｔｒの品質を向上させることができる。

上記各実施形態では、例えば、半導体デバイス測定装置１において、ＨＥＭＴ９Ｔｒの各照射対象位置Ｐｏ１について測定動作を行う際に、遅延ステージ２４０を往復移動させたが、これに限られない。例えば、１つの照射対象位置Ｐｏ１についての測定動作で得られた電磁波ＬＴ１の強度の時間的な変化を用いて、時間波形復元部５１４で復元された電磁波ＬＴ１の時間波形において所定のピークの強度を示す位相を求め、この位相に対応する位置に遅延ステージ２４０を固定した状態で、ＨＥＭＴ９Ｔｒにおける複数の照射対象位置Ｐｏ１について測定動作を行ってもよい。

ＨＥＭＴ９Ｔｒに測定用光ＬＰ１０を照射することにより、電磁波ＬＴ１とともに、フォトルミネッセンス（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＰＬ）光も同時に放射される。上記各実施形態では、例えば、電磁波ＬＴ１と、上記フォトルミネッセンス光の両方を測定してもよい。上記フォトルミネッセンス光の測定器として、例えば、分光器を用いることでバンド端など任意の波長での発光強度分布を取得できる。

なお、上記各実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１ 半導体デバイス測定装置
９ 半導体デバイス
９Ｔｒ 高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）
９ｄ ドレイン電極
９ｇ ゲート電極
９ｓ ソース電極
９ｕ 上面
１０ 光照射部
１６ 波長変換器
２０ 電磁波検出部
２１ 偏光子
２２ 電磁波検出器
３０ ステージ
３３ 撮像部
３５ ステージ移動部
４０ 電圧印加部
４２ 電圧変更部
４３ 電流計測部
５０ 制御部
５１ 中央演算ユニット（ＣＰＵ）
６０ 記憶部
９０ 第１半導体部
９０Ａｒ 界面近傍領域
９２ 第２半導体部
９８ 界面
２１１ 偏光子移動部
５１１ 波長設定部
５１３ 検出制御部
５１４ 時間波形復元部
５１５ 電圧制御部
５１６ 電流認識部
５１７ ステージ制御部
５１８ 分布生成部
５１９ 撮像制御部
５２０ 画像処理部
５２１ 閾値電圧認識部
５２２ 差分算出部
Ａｒ１ 測定対象領域
ＬＰ１ パルス光，第１のパルス光
ＬＰ１０ 測定用光
ＬＴ１ 電磁波
ＰＧ１ プログラム
Ｐｏ１ 照射対象位置

Claims (20)

1. 第１半導体部と、該第１半導体部とヘテロ接合を形成している層状の第２半導体部と、該第２半導体部上に直接または１つ以上の層を介して位置しているソース電極、ゲート電極およびドレイン電極と、を有する高電子移動度トランジスタを含む半導体デバイスを対象とした半導体デバイス測定方法であって、
   前記半導体デバイスを保持部に保持させる保持工程と、
   前記第２半導体部を透過し且つ前記第１半導体部に吸収される波長領域の光を射出するように光照射部を設定する設定工程と、
   前記光照射部によって、前記設定工程で設定された前記波長領域のパルス光を、前記第２半導体部を介して前記第１半導体部に照射することで、前記第１半導体部から放射されるテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する検出工程と、
   前記高電子移動度トランジスタのうちの前記光照射部によって前記パルス光が照射される照射対象位置を２次元的に移動させる移動工程と、を有し、
   前記移動工程によって前記照射対象位置を移動させる度に前記検出工程を実行することで２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
2. 請求項１に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記複数の照射対象位置のそれぞれについて前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の２次元の分布に係る第１分布情報を生成する第１生成工程、をさらに有する、半導体デバイス測定方法。
3. 請求項１に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記複数の照射対象位置のそれぞれについて前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化のうちの所定のピークの強度の正または負の値の２次元の分布に係る第２分布情報を生成する第２生成工程、をさらに有する、半導体デバイス測定方法。
4. 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記設定工程において、前記波長領域が、前記第２半導体部におけるバンドギャップに対応する吸収端の波長よりも、前記第１半導体部におけるバンドギャップに対応する吸収端の波長に近い波長領域となるように、前記光照射部を設定する、半導体デバイス測定方法。
5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にドレイン電圧を印加するとともに、前記ソース電極と前記ゲート電極との間にゲート電圧を印加する印加工程、をさらに有し、
   該印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電圧を印加し且つ前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記ゲート電圧を印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
6. 請求項５に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記ゲート電圧を変更する第１変更工程、をさらに有し、
   前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に予め設定された第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
7. 請求項６に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程、をさらに有し、
   前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出するとともに、前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測する、半導体デバイス測定方法。
8. 請求項６に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程と、
   前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測することで得られる、前記ゲート電圧と前記ドレイン電流との関係を示す情報に基づいて、前記ゲート電圧を変化させた際に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電流が流れ始めるときの前記ソース電極と前記ゲート電極との間における閾値電圧を認識する認識工程と、をさらに有し、
   前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記閾値電圧を印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
9. 請求項８に記載の半導体デバイス測定方法であって、
   ２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記第１のドレイン電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記閾値電圧を印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの第１基準強度と、の第１差分値を算出する第１算出工程と、
   前記複数の照射対象位置に対する前記第１差分値の２次元の分布に係る第３分布情報を生成する第３生成工程と、をさらに有する、半導体デバイス測定方法。
10. 請求項５に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記ドレイン電圧を変更する第２変更工程、をさらに有し、
    前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に予め設定された第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に互いに異なる複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
11. 請求項１０に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程、をさらに有し、
    前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に互いに異なる複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出するとともに、前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測する、半導体デバイス測定方法。
12. 請求項１０に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記ソース電極と前記ドレイン電極との間におけるドレイン電流を計測する計測工程と、
    前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に互いに異なる複数のゲート電圧をそれぞれ印加した状態で前記計測工程によって前記ドレイン電流を計測することで得られる、前記ゲート電圧と前記ドレイン電流との関係を示す情報に基づいて、前記ゲート電圧を変化させた際に前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ドレイン電流が流れ始めるときの前記ソース電極と前記ゲート電極との間における閾値電圧を認識する認識工程と、をさらに有し、
    前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに該第１のゲート電圧から前記閾値電圧を減じたピンチオフ電圧を前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に印加した状態について、前記移動工程および前記検出工程によって、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
13. 請求項１２に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    ２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記複数のドレイン電圧をそれぞれ印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの強度と、前記印加工程によって前記ソース電極と前記ゲート電極との間に前記第１のゲート電圧を印加するとともに前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記ピンチオフ電圧を印加した状態で前記検出工程によって検出される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化における所定のピークの第２基準強度と、の第２差分値を算出する第２算出工程と、
    前記複数の照射対象位置に対する前記第２差分値の２次元の分布に係る第４分布情報を生成する第３生成工程と、をさらに有する、半導体デバイス測定方法。
14. 請求項５から請求項１３の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記印加工程によって前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に数Ｖから数百Ｖのドレイン電圧を印加しながら、前記検出工程によって前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
15. 請求項１から請求項１４の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記ソース電極、前記ゲート電極および前記ドレイン電極が位置している電極位置を示す電極位置情報を取得する取得工程と、をさらに有し、
    前記移動工程によって前記電極位置を避けるように前記照射対象位置を２次元的に移動させる、半導体デバイス測定方法。
16. 請求項１５に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記保持部に保持された前記半導体デバイスのうちの前記高電子移動度トランジスタを撮像部で撮像することで前記ソース電極、前記ゲート電極および前記ドレイン電極を含む領域を捉えた画像データを取得する撮像工程、をさらに有し、
    前記取得工程において、前記画像データに基づいて前記電極位置情報を取得する、半導体デバイス測定方法。
17. 請求項１から請求項１６の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記検出工程において、偏光子を透過した前記テラヘルツ波のうちの予め設定された方向に振動する成分の強度の時間的な変化を検出する、半導体デバイス測定方法。
18. 請求項１から請求項１７の何れか１つの請求項に記載の半導体デバイス測定方法であって、
    前記高電子移動度トランジスタは、前記第１半導体部のうちの前記第２半導体部との界面の近傍に蓄積されている高濃度の２次元電子ガスによって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間において電子を高速で移動させることでドレイン電流を流すトランジスタ、を含む、半導体デバイス測定方法。
19. 第１半導体部と、該第１半導体部とヘテロ接合を形成している層状の第２半導体部と、該第２半導体部上に直接または１つ以上の層を介して位置しているソース電極、ゲート電極およびドレイン電極と、を有する高電子移動度トランジスタを含む半導体デバイスを保持するための保持部と、
    前記第２半導体部を透過し且つ前記第１半導体部に吸収される波長領域のパルス光を、前記第２半導体部を介して前記第１半導体部に照射する光照射部と、
    前記光照射部による前記パルス光の照射に応じて前記第１半導体部から放射されるテラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出する検出部と、
    前記高電子移動度トランジスタのうちの前記光照射部によって前記パルス光が照射される照射対象位置を２次元的に移動させる移動部と、
    前記移動部によって前記照射対象位置を移動させる度に、前記検出部によって、前記光照射部による前記パルス光の照射に応じて前記第１半導体部から放射される前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を検出させることで、２次元的に位置する複数の前記照射対象位置のそれぞれについて前記テラヘルツ波の強度の時間的な変化を取得する制御部と、
    を備える、半導体デバイス測定装置。
20. 半導体デバイス測定装置に含まれる演算処理部によって実行されることで、該半導体デバイス測定装置を、請求項１９に記載の半導体デバイス測定装置として機能させる、プログラム。