JP5539846B2

JP5539846B2 - 評価方法、半導体装置の作製方法

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Publication number: JP5539846B2
Application number: JP2010246924A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 昭治宮永; 達也本田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-11-03
Also published as: US8541782B2; JP2011119712A; US20110111535A1

Description

技術分野は評価方法、半導体装置の作製方法等に関する。

特許文献１には、酸化物半導体を用いた半導体装置の作製方法が開示されている。

特開２００７−１２３８６１号公報

シリコン半導体の原理は解明されていることが多いが、酸化物半導体の原理は不明な部分が未だに多いため、酸化物半導体の評価方法も確立されていなかった。

よって、新たな酸化物半導体の評価方法を提供することを第１の課題とする。

また、酸化物半導体の評価を行うことにより、評価結果を酸化物半導体を用いた半導体装置（トランジスタ、ダイオード等の半導体素子を有する装置）の作製プロセスにフィードバックする方法を提供することを第２の課題とする。

さらに、新たな酸化物半導体の比誘電率の測定方法を提供することを第３の課題とする。

なお、以下に開示する発明は、少なくとも第１乃至第３の課題のいずれか一つを解決できれば良い。

シリコン半導体において、水素はダングリングボンドを補償する好ましい原子である。

一方、本発明者らの研究の結果、酸化物半導体において水素は不要なキャリアを誘発するので、酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合において水素は好ましくない原子であることが判明した。

ここで、酸化物半導体中の水素濃度が低くなれば、酸化物半導体中のキャリア密度（キャリア濃度）も低くなる。

そして、キャリア密度の量を評価できれば水素等の不純物の濃度の量も評価できることになる。

よって、キャリア密度の量を評価することによって、どのような工程を行えば水素濃度を減少することができるのかを評価することができる。

例えば、加熱処理を行う場合、加熱温度、加熱時間、加熱方法等の加熱条件を異ならせた複数のサンプルを用意し、前記複数のサンプルのキャリア密度を比較することによって、どのような加熱条件が水素を除去する上で最適かを評価することができる。

例えば、酸化物半導体層の成膜を行う場合、成膜温度、成膜雰囲気、成膜室の排気方法等の成膜条件を異ならせた複数のサンプルを用意し、前記複数のサンプルのキャリア密度を比較することによって、どのような成膜条件が水素を除去する上で最適かを評価することができる。

具体的には、ＭＯＳキャパシタを作製し、前記ＭＯＳキャパシタのＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）を評価することによってキャリア密度を測定することができる。

つまり、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたＣＶ特性を取得するステップと、前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求めるステップと、を有することを特徴とする評価方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体層の比誘電率である。）

また、シリコンウェハ上に第１の酸化物半導体層が設けられており、前記第１の酸化物半導体層上にゲート電極が設けられた第１のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第１のＭＯＳキャパシタの第１のＣＶ特性を取得するステップと、前記第１のＣＶ特性の蓄積領域における容量Ｃ_ａを求めるステップと、前記容量Ｃ_ａを下記数式（１４）に代入して前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを求めるステップと、前記第１の酸化物半導体層と成膜条件を揃えて形成した前記第２の酸化物半導体層を有する第２のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第２のＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットした第２のＣＶ特性を取得するステップと、前記第２のＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値及び前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求めるステップと、を有することを特徴とする評価方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率であり、数式（１４）中、Ｓは前記ゲート電極の面積、ｄは前記第１の酸化物半導体層の膜厚である。）

また、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタを形成し、前記ＭＯＳキャパシタのＣＶ特性を取得し、前記ＣＶ特性において、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧が０のときの、前記ＭＯＳキャパシタの容量の大きさを基準に前記酸化物半導体層中のキャリア密度の大きさを判断することを特徴とする評価方法である。

また、酸化物半導体層を有するＭＯＳキャパシタ及び酸化物半導体層を有するトランジスタとを同時に形成するステップと、前記ＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたＣＶ特性を取得するステップと、前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求めるステップと、前記キャリア密度が高いと判断された場合において前記トランジスタに加熱処理を加えるステップと、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体層の比誘電率である。）

また、シリコンウェハ上に第１の酸化物半導体層が設けられており、前記第１の酸化物半導体層上にゲート電極が設けられた第１のＭＯＳキャパシタを形成するステップと、前記第１のＭＯＳキャパシタの第１のＣＶ特性を取得するステップと、前記第１のＣＶ特性の蓄積領域における容量Ｃ_ａを求めるステップと、前記容量Ｃ_ａを下記数式（１４）に代入して前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを求めるステップと、前記第１の酸化物半導体層と成膜条件を揃えて形成した、前記第２の酸化物半導体層を有する第２のＭＯＳキャパシタ及びトランジスタを形成するステップと、前記第２のＭＯＳキャパシタのゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットした第２のＣＶ特性を取得するステップと、前記第２のＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得するステップと、前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値及び前記第１の酸化物半導体層の比誘電率εを下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求めるステップと、前記キャリア密度が高いと判断された場合において前記トランジスタに加熱処理を加えるステップと、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率であり、数式（１４）中、Ｓは前記ゲート電極の面積、ｄは前記第１の酸化物半導体層の膜厚である。）

以上のように、新たな酸化物半導体の評価方法を提供できる。

また、酸化物半導体を評価しフィードバックを行うことにより、高性能な半導体装置を提供することができる。

また、半導体素子を作製した後評価を行い、水素が除去できていないと判断された場合に更に加熱処理を行うことによって所謂リペア工程が行える。なお、半導体層自体をリペアするという考え方は極めて新しい発想である。

ＭＯＳキャパシタの一例ＣＶ特性の一例ＣＶ特性の一例ＭＯＳキャパシタの一例

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

但し、発明の趣旨から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。

従って、発明の範囲は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

また、以下の実施の形態は、いくつかを適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態１）
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）にＭＯＳキャパシタの一例を示す。

図１（Ａ）はダイオードであり、図１（Ｂ）はトライオードである。

図１（Ａ）において、金属層１００（Ｍｅｔａｌ）上に半導体層２００（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、半導体層２００（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にゲート絶縁層３００（ＧａｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒ）が設けられており、ゲート絶縁層３００（ＧａｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒ）上にゲート電極層４００（ＧａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅ）が設けられている。

また、図１（Ａ）において、金属層１００（Ｍｅｔａｌ）とゲート電極層４００（ＧａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅ）とが電源を介して接続されている。

図１（Ｂ）において、ゲート電極層１０１（ＧａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅ）上にゲート絶縁層２０１（ＧａｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒ）が設けられており、ゲート絶縁層２０１（ＧａｔｅＩｎｓｕｌａｔｏｒ）上に半導体層３０１（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、半導体層３０１（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にソース電極層４０１（Ｓｏｕｒｃｅ）及びドレイン電極層５０１（Ｄｒａｉｎ）が設けられている。

また、図１（Ｂ）において、ソース電極層４０１（Ｓｏｕｒｃｅ）及びドレイン電極層５０１は、ゲート電極層１０１（ＧａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅ）と電源を介して接続されている。

図１（Ａ）のダイオードは、フォトリソグラフィの工程を行わず簡便に作製できる点でメリットがある。

よって、ダイオードは特定の工程の有用性を調べる実験（例えば、加熱条件の条件比較、成膜条件の条件比較等）に適している。

一方、図１（Ｂ）のトライオードは、トランジスタのソースとドレインを電気的に接続した構造である。

よって、トランジスタと同時にトライオードを形成することは容易であるので、トライオードはトランジスタを形成する際の評価に適している。

なお、半導体層（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系等の酸化物半導体を用いることができる。

本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
ＭＯＳキャパシタのＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の評価について説明する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は酸化物半導体のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。

ここで、図２（Ａ）は酸化物半導体中に水素が含まれている場合のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。

一方、図２（Ｂ）は酸化物半導体中に水素が含まれていない場合のＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）の一例である。

酸化物半導体中では水素はドナーとなる。

したがって、酸化物半導体中に水素が含まれると酸化物半導体はＮ型になる。（図２（Ａ））

一方、酸化物半導体中に水素が含まれないと酸化物半導体はＩ型（真性半導体）に近づく（図２（Ｂ））。

よって、酸化物半導体中に水素が含まれると、ＣＶ特性のグラフは左方向にずれるのである（図２（Ａ）と図２（Ｂ）とを比較して参照のこと）。

つまり、Ｖｇ（ゲート電圧）が０のときの容量Ｃの大きさが、Ｖｇがマイナスのとき（強反転領域）と比較して大きければキャリア密度が大きくなっていると判断できる。

即ち、Ｖｇ（ゲート電圧）が０のときの容量Ｃの大きさが、Ｖｇがマイナスのとき（強反転領域）と比較して大きければ水素濃度が大きくなっていると判断できる。

（実施の形態３）
水素が少量しか含まれていない場合、実施の形態２の方法では評価が難しい場合がある。

そこで、本実施の形態では実施の形態２とは別の評価方法について説明する。

具体的には、酸化物半導体中のキャリア密度をＣＶカーブから見積もる方法である。

まず、ＣＶ測定から測定される単位面積あたりの容量をＣ、半導体の単位面積当たりの空乏層容量をＣ_ｄ、絶縁膜容量をＣ_ｏｘとすると、数式（１）が成り立つ。

数式（１）を移項すると数式（２）にする。

ここで、弱反転状態を考えた場合、誘起される少数キャリアは無視できるものとする。

このとき、空乏層に生じる単位面積当たりの電荷Ｑは、キャリア密度をＮ_ｄ、空乏層幅をＷ_ｄ、電子電荷をｅとすると、数式（３）になる。

このとき、電極に印加する電圧をＶとすると、容量Ｃは数式（４）のように与えられる。

一方、空乏層容量Ｃ_ｄは電荷Ｑと表面ポテンシャルψを用いて数式（５）で表される。但し、真空誘電率をε_０、半導体の比誘電率をεとする。

また、半導体界面の表面ポテンシャルψはポアソンの方程式を解くことにより数式（６）で与えられる。

数式（５）に数式（６）を代入することによって数式（７）が導かれる。

数式（３）〜（７）から数式（８）が導かれる。

数式（８）の両辺を逆数とすると数式（９）のようになる。

数式（９）に数式（２）を代入すると数式（１０）のようになる。

数式（１０）からＮ_ｄを算出すると数式（１１）のようになる。

ここで、弱反転状態ではＣ＜＜Ｃ_ｏｘと見なせる。よって、１／Ｃ_ｏｘを０と見なすことができるので、数式（１１）を近似することができる。

そして、数式（１１）を近似すると数式（１２）のようになる。

ここで、図３を参照されたい。

図３（Ａ）はゲート電圧Ｖｇと容量Ｃとの関係をプロットしたグラフであり、図３（Ｂ）はゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフである。

図３（Ａ）において、Ａが強反転領域であり、Ｂが強反転領域付近の弱反転領域であり、Ｃが蓄積領域にあたる。

なお、数式（１２）において、（１／Ｃ）^２の微分値を計算するため、特にＣ＜＜Ｃ_ｏｘと見なせる強反転領域付近の弱反転領域を用いた。

なお、強反転領域付近の弱反転領域はＣ＜＜Ｃ_ｏｘと見なせる領域を適宜選択すれば良い。

ここで、図３（Ｂ）の破線で記した一次関数の直線の傾きが数式（１２）における（１／Ｃ）^２の微分値に該当する。

したがって、ＣＶ測定の結果（ＣＶ特性）から、弱反転領域におけるゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを導き、導いたグラフから数式（１２）における、（１／Ｃ）^２の微分値を導き出す。

一方、数式（１２）に電子電荷ｅ、真空の誘電率ε_０、半導体の比誘電率ε、（１／Ｃ）^２の微分値を代入すればキャリア密度Ｎ_ｄが算出されることになる。

なお、電子電荷ｅ（１．６０２１７６５３×１０^−１９クーロン）、真空の誘電率ε_０（８．８５４１８７８２×１０^−１２ｍ^−３ｋｇ^−１ｓ^４Ａ^２）は定数が決まっているため当該値を用いれば良い。

半導体の比誘電率εは、光吸収スペクトルの測定、電子エネルギー損失分光法等を用いて予め調べておけば良い。

また、本実施の形態の目的は正確なキャリア密度の値の算出でなく、水素が除去されたかどうかの評価であるので、Ｃ＜＜Ｃ_ｏｘと見なせる領域はＣ_ｏｘがＣの２倍以上の値を示す領域として計算を行えば良い。

なお、より好ましくはＣ_ｏｘがＣの５倍以上、１０倍以上、１００倍以上であるが、Ｃ_ｏｘがＣの最小値の５倍以上、１０倍以上、１００倍以上に満たない場合もあるため、本実施の形態では、Ｃ＜＜Ｃ_ｏｘと見なせる領域はＣ_ｏｘがＣの２倍以上の値を示す領域とする。

（実施の形態４）
酸化物半導体層の比誘電率εをＣＶ特性から求めることも可能である。

まず、図４のようなダイオードを形成する。

図４においてＰ型のシリコンウェハ１０２（ＳｉｌｉｃｏｎＷａｆｅｒ（Ｐ））上に酸化物半導体層２０２（ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられており、酸化物半導体層２０２（ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）上にゲート電極層３０２（ＧａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅ）が設けられている。なお、シリコンウェハはＮ型でも良い。

酸化物半導体層のバンドギャップは、シリコンのバンドギャップよりも遙かに高い。

このため、酸化物半導体の伝導帯とシリコンの伝導帯との間にポテンシャル障壁が生じる。同様に酸化物半導体の価電子帯とシリコンの価電子帯との間にポテンシャル障壁が生じる。

これらのポテンシャル障壁が存在するため、図４の構成にてＣＶ特性を取得することができる。

なお、酸化物半導体層の抵抗は大きいほどリーク電流が小さくなるので測定精度が向上する。

よって、キャリア密度が低い酸化物半導体層ほど測定精度が上昇することになる。

なお、実施の形態１乃至実施の形態３の方法はキャリア密度の小さい酸化物半導体層におけるキャリア密度の大小を評価することにも適している。

ここで、反転状態（反転領域、Ｖｇがプラス）では、容量は反転したＰ型シリコンウェハの空乏層容量と酸化物半導体層の容量との合計になる。

一方、蓄積状態（蓄積領域、Ｖｇがマイナス）では反転層が生じないため、容量は酸化物半導体層の容量と等しくなって容量値が飽和する。

そして、真空の誘電率ε_０、酸化物半導体層の膜厚ｄ、ゲート電極の面積Ｓとすると、蓄積状態の飽和容量Ｃ_ａは数式（１３）の関係となる。

数式（１３）を変形すると数式（１４）のようになる。

酸化物半導体層の膜厚ｄ、ゲート電極の面積Ｓは作製時に設定した値である。

なお、真空の誘電率ε_０（８．８５４１８７８２×１０^−１２ｍ^−３ｋｇ^−１ｓ^４Ａ^２）は定数が決まっているため当該値を用いれば良い。

以上のように図４のような特殊構造のＭＯＳキャパシタを作製することによって、数式（１４）から比誘電率を計算することが可能である。

本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。なお、本実施の形態のＭＯＳキャパシタと他の実施の形態のＭＯＳキャパシタとは別々に形成する。よって、本実施の形態のＭＯＳキャパシタの酸化物半導体層と他の実施の形態のＭＯＳキャパシタの酸化物半導体層とは成膜条件を揃えて（同一の成膜条件で）形成することが好ましい。

（実施の形態５）
評価結果の活用方法の一例を示す。

図１（Ａ）又は図１（Ｂ）の構造を有するサンプルを複数用意する。

例１として、複数のサンプルは、半導体層を加熱しなかったサンプル、半導体層をＡ℃で加熱したサンプル、半導体層をＢ℃で加熱したサンプルとする。

例２として、複数のサンプルは、半導体層を加熱しなかったサンプル、半導体層を酸素雰囲気においてＡ℃で加熱したサンプル、半導体層を窒素雰囲気においてＡ℃で加熱したサンプルとする。

例３として、複数のサンプルは、半導体層を第１の組成比で形成したサンプル、半導体層を第２の組成比で形成したサンプル、半導体層を第３の組成比で形成したサンプルとする。

例４として、複数のサンプルは、半導体層を酸素プラズマのみを用いてスパッタ法で第１の組成比で形成したサンプル、アルゴンプラズマのみを用いてスパッタ法で半導体層を第１の組成比で形成したサンプル、半導体層を酸素プラズマ及びアルゴンプラズマを用いてスパッタ法で第１の組成比で形成したサンプルとする。

そして、他の実施の形態における評価方法を用いて複数のサンプル間でキャリア密度の大きさを比較する。

複数のサンプル間でキャリア密度の大きさを比較した結果、最もキャリア密度の低い条件で形成した半導体層が最もＩ型（真性）に近い半導体層と判断できる。

例１では加熱の有無の良否、加熱温度の良否等が評価できる。

例２では加熱の有無の良否、加熱雰囲気の良否等が評価できる。

例３では最適な組成比の傾向が評価できる。

例４では成膜雰囲気の良否が評価できる。

例１〜例４のように様々な条件を変更してＣＶ特性を調査することにより、最適な工程を選択することができるようになるのである。

本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態６）
評価結果の活用方法の一例を示す。

図１（Ｂ）の構造を有するトライオードとボトムゲート型のＴＦＴを同一基板上に形成する。

そして、他の実施の形態における評価方法を用いてトライオードのＣＶ特性を取得しキャリア密度を求める。

もしキャリア密度が高い場合は、加熱処理が不十分で水素が残存している可能性がある。

そこで、キャリア密度が高い場合は再度の加熱処理（１５０℃以上基板の耐熱温度以下の温度、好ましくは５５０℃以上基板の耐熱温度以下の温度）を加えることが好ましい。

なお、キャリア密度が低い場合は加熱処理をせずに次の工程に進める。（つまり、何もしない。）

また、例えば、本発明者らの経験上、１×１０^１８ｃｍ^−３以上のキャリア密度だとトランジスタのオフ電流が上昇することがわかっている。そのため、１×１０^１８ｃｍ^−３未満のキャリア密度が好ましい。

つまり、１×１０^１８ｃｍ^−３以上であるとキャリア密度が高いと判断する。

しかし、求められるトランジスタの特性は、適用するデバイスによって許容範囲が変わるので、キャリア濃度が高いか低いかの基準は適宜必要に応じて設定すれば良い。（例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３以上、１×１０^１６ｃｍ^−３以上、１×１０^１５ｃｍ^−３以上、１×１０^１４ｃｍ⁻以上等であればキャリア濃度が高いと判断しても良い。）

このように、他の実施の形態における評価方法を用いることによって工程間検査及びリペアが可能となる。

１００金属層
２００半導体層
３００ゲート絶縁層
４００ゲート電極層
１０１ゲート電極層
２０１ゲート絶縁層
３０１半導体層
４０１ソース電極層
５０１ドレイン電極層
１０２シリコンウェハ
２０２酸化物半導体層
３０２ゲート電極層

Claims

酸化物半導体を含むトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース、ドレイン及びゲートを電気的に接続して、ＣＶ特性を取得し、
前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得し、
前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求め、
前記キャリア密度Ｎ_ｄが１×１０^１８ｃｍ^−３以上の場合、前記トランジスタに加熱処理を加えることが好ましいと評価することを特徴とする評価方法。

（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体の比誘電率である。）
請求項１において、
前記トランジスタは基板の上方に位置し、
前記加熱処理として、１５０℃以上前記基板の耐熱温度以下の温度の加熱処理を加えることが好ましいと評価することを特徴とする評価方法。
酸化物半導体を含むトランジスタを形成し、
前記トランジスタのソース、ドレイン及びゲートを電気的に接続して、ＣＶ特性を取得し、
前記ＣＶ特性に基づき、ゲート電圧Ｖｇと（１／Ｃ）^２との関係をプロットしたグラフを取得し、
前記グラフにおいて弱反転領域での（１／Ｃ）^２の微分値を求め、前記微分値を下記数式（１２）に代入することによりキャリア密度Ｎ_ｄの大きさを求め、
前記キャリア密度Ｎ_ｄが１×１０^１８ｃｍ^−３以上の場合、前記トランジスタに加熱処理を加えることを特徴とする半導体装置の作製方法。

（但し、数式（１２）中、ｅは電子電荷、ε_０は真空の誘電率、εは前記酸化物半導体の比誘電率である。）