特許 6056806 半導体基板の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6056806

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】半導体基板の評価方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20161226BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 L

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-99767(P2014-99767)

(22)【出願日】2014年5月13日

(65)【公開番号】特開2015-216325(P2015-216325A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2016年5月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190149

【氏名又は名称】信越半導体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】大槻 剛

【審査官】 ▲高▼須 甲斐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２９８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１６６９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２９８０５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板の評価方法であって、
前記半導体基板上にｐｎ接合部を形成する工程と、
前記ｐｎ接合部に逆方向バイアスを印加する工程と、
前記ｐｎ接合部に流れる接合リーク電流を測定する工程と、
前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定する工程と
を有することを特徴とする半導体基板の評価方法。

【請求項2】

前記ノイズ原因を推定する工程は、前記リーク電流が拡散電流、発生再結合電流、前記発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流のうちのどれが支配的であるかを推定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の評価方法。

【請求項3】

前記ノイズ原因を推定する工程において、
前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の１乗に比例する場合には、前記リーク電流は拡散電流が支配的であると推定し、
前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が１／ｆのままである場合には、前記リーク電流は発生再結合電流が支配的であると推定し、
１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が低周波側で１／ｆ^２になる場合には、前記リーク電流は前記発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流が支配的であると推定することを特徴とする請求項２に記載の半導体基板の評価方法。

【請求項4】

前記接合リーク電流のノイズ成分をフーリエ変換により求めることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体基板の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体基板の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ノイズ特性はデバイス設計においてきわめて重要な指標である。ノイズには、ショットノイズ、熱雑音、１／ｆノイズなどいくつかの種類が知られているが、特に周波数依存を示す１／ｆノイズは１／ｆ^２依存性も測定できることから極めて重要である。

【0003】

電気特性との関連としては、特許文献１に、ゲート酸化膜中の欠陥について記載されたものがある。ゲート酸化膜に電気ストレスを付加し、その後酸化膜を流れる電流を測定し、１／ｆノイズを示すものは、酸化膜中にランダムにトラップが生じる（すなわち酸化膜に欠陥が存在しない）が、酸化膜に欠陥が存在する場合は、１／ｆ^２ノイズを示し、特定箇所に欠陥が存在することを示すものである。すなわち、ゲート酸化膜破壊後の電流からどのようなメカニズムにより破壊したかを推測するものである。パーコレーションモデルからも上記のモデルは推測することが可能であり、酸化膜中の欠陥の存在を捉えていると考えられる。

【0004】

このようにノイズにはシリコン基板起因のものが知られるようになってきた。このことから、シリコン欠陥がどのようにノイズに関連するかを示すことが出来れば、これらを低減した基板を選択することで、ノイズの小さい高性能デバイスを実現することが可能となってくると考えられる。

【0005】

ノイズにはいくつかの種類がある。ショットノイズは、電子の電荷が離散的であることに起因した電流ノイズで、電流値に比例するが、周波数依存が見られず白色ノイズと言われる。電流値が大きいときに顕著になるものであり、リーク電流などには影響は少ないといわれている。
熱雑音（ジョンソン雑音）は、温度に依存する雑音で、電子の熱運動に起因するものである。
１／ｆノイズはフリッカノイズとも言われるもので、低い周波数で他のノイズよりも大きなノイズを示す。
周波数に依存するノイズには１／ｆ以外に、１／ｆ^２に依存するノイズをブラウンノイズと呼び、白色ノイズ（周波数に依存しない）との中間ということから、１／ｆノイズはピンクノイズと呼ばれることもある（非特許文献２参照）。
また、1/fノイズはＲＴＮ（Ｒａｎｄｏｍ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ Ｎｏｉｓｅ）が集まったものであるとの指摘もされている。ＲＴＮ（または、ＲＴＳ（Ｒａｎｄｏｍ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ Ｓｉｇｎａｌ））は、ゲート酸化膜中及び界面にランダムに存在するトラップからの電子の捕獲・放出が原因とされている（非特許文献３参照）。

【0006】

一方で先端ＤＲＡＭにおいて、データ保持時間の時間変動が観察されており、これは電界印加時の欠陥からのリーク電流が、１／ｆノイズのように揺らぐことであるとし、その原因は空孔と酸素であると解明されている（非特許文献１参照）。

【0007】

さらにリーク電流への応用としては、シリコン基板中の析出からのリーク電流が１／ｆノイズを示すことから、析出のリークは、酸素析出とシリコン界面のトラップを起因としていると論じられている（非特許文献４参照）。

【0008】

またリーク電流とノイズの解析では非特許文献５に示すように、リーク電流の機構によりノイズの電流依存性に差があることが理論的に示されている。すなわち、中性領域からの拡散電流は電流値の１乗に比例するが、空乏層領域での発生電流は電流の２乗に比例するというものである。

【0009】

このようにノイズにはいくつかの種類があるが、前述したように、周波数に依存するノイズは他のノイズよりも大きく、低減することがデバイス設計上でも非常に重要であるため、その低減及び発生原因の追求がなされている。１／ｆノイズ挙動を明らかにして、ノイズの少ない基板を提供できれば、デバイスの高性能化に有効である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許第３０１９５６４号公報

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】梅田享英 ”先端ＤＲＡＭにおけるデータ保持時間の変動現象のメカニズム”応用物理，７６（９），１０３９（２００７）

【非特許文献2】パラメトリック測定ハンドブック第２版 Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（２０１１）

【非特許文献3】ＶＬＳＩ夏の学校「ＬＳＩ設計者のためのノイズ基礎講座−理論から測定・対策技術まで」塚原正大 Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（２０１１）

【非特許文献4】土明正勝 ”ＬＳＩ用ｐｎ接合特性解析技術の開発”東芝レビュー，５５，（７），５９（２０００）

【非特許文献5】Ｔ．Ｇ．Ｍ．Ｋｌｅｉｎｐｅｎｎｉｎｇ，”Ｏｎ １／ｆ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｒｅｖｅｒｓｅ−ｂｉａｓｅｄ ｐｎ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ”，Ｐｈｙｓｉｃａ，１２Ｂ，８１−８８（１９８３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、上述した従来のリーク電流及びノイズの解析手法においては、改善の余地があった。

【0013】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにすることで、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができる半導体基板の評価方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明は、半導体基板の評価方法であって、前記半導体基板上にｐｎ接合部を形成する工程と、前記ｐｎ接合部に逆方向バイアスを印加する工程と、前記ｐｎ接合部に流れる接合リーク電流を測定する工程と、前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定する工程とを有することを特徴とする半導体基板の評価方法を提供する。

【0015】

接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定することで、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにし、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができる。

【0016】

このとき、前記ノイズ原因を推定する工程は、前記リーク電流が拡散電流、発生再結合電流、前記発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流のうちのどれが支配的であるかを推定する段階を含むことが好ましい。
このような構成により、シリコン基板起因のノイズ原因をより効率的に明らかにすることができる。

【0017】

このとき、前記ノイズ原因を推定する工程において、
前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の１乗に比例する場合には、前記リーク電流は拡散電流が支配的であると推定し、
前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、前記接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が１／ｆのままである場合には、前記リーク電流は発生再結合電流が支配的であると推定し、
１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が低周波側で１／ｆ^２になる場合には、前記リーク電流は前記発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流が支配的であると推定することができる。
このような構成により、シリコン基板起因のノイズ原因をより確実に明らかにすることができる。

【0018】

このとき、前記接合リーク電流のノイズ成分をフーリエ変換により求めることが好ましい。
このような構成により、接合リーク電流のノイズ成分を効率的に求めることができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明によれば、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定することで、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにし、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の半導体基板の評価方法の一例を示すフロー図である。

【図2】実施例１−５の接合リーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ信号強度）のリーク電流依存性を示す図である。

【図3】発生再結合電流支配、発生再結合電流より強い電界依存性を示す電流支配、拡散電流支配における接合リーク電流の電圧依存性を示す図である。

【図4】実施例１の接合リーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ信号強度）の周波数特性の温度依存性を示す図である。

【図5】接合リーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ信号強度）と周波数の関係を説明するための図である。

【図6】接合リーク電流と電界強度の関係を説明するための図である。

【図7】接合リーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ信号強度）とリーク電流の関係を説明するための図である。

【図8】接合リーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ信号強度）の周波数特性の温度依存性を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述のように、ノイズにはいくつかの種類があるが、周波数に依存するノイズは他のノイズよりも大きく、低減することがデバイス設計上でも非常に重要であるため、その低減及び発生原因の追求がなされており、１／ｆノイズ挙動を明らかにして、ノイズの少ない基板を提供できれば、デバイスの高性能化に有効である。
しかしながら、従来のリーク電流及びノイズの解析手法においては、改善の余地があった。

【0022】

そこで、発明者らは、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにすることで、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができる半導体基板の評価方法について鋭意検討を重ねた。
その結果、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定することで、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにし、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができることを見出し、本発明をなすに至った。

【0023】

以下、図１を参照しながら、本発明の半導体基板の評価方法の実施態様の一例を説明する。
まず、半導体基板上にｐｎ接合部を形成する（図１のステップＳ１１参照）。
ステップＳ１１において、評価のためにｐｎ接合部を形成してもよいし、ゲート周辺のソース又はドレインとＷＥＬＬとの接合をｐｎ接合部として使用してもよい。

【0024】

次に、半導体基板のｐｎ接合部に逆方向バイアスを印加する（図１のステップＳ１２参照）。
具体的には、ｐｎ接合を形成するｐ型領域及びｎ型領域のそれぞれに電気的に接続された電極を介して、ｐｎ接合部に逆方向バイアスを印加する。

【0025】

次に、逆方向バイアス印加時のｐｎ接合部に流れる接合リーク電流を測定する（図１のステップＳ１３参照）。
具体的には、逆方向バイアス印加時の接合リーク電流を測定するとともに、測定されたリーク電流のノイズ成分をリーク電流のフーリエ変換により求め、ノイズのパワースペクトルＳｉ（ノイズ信号強度）を取得する。
リーク電流のノイズ成分をリーク電流のフーリエ変換により求めることで、接合リーク電流のノイズ成分を効率的に求めることができる。

【0026】

横軸に周波数、縦軸にパワースペクトルＳｉをプロットすると、図５に示すように低周波側の方が高周波側よりもノイズが大きくなる右下がりのプロットを得ることができる。
そして、この傾きが１／ｆになる場合（Ｉ）には「１／ｆノイズ」として知られており、この傾きが１／ｆ^２になる場合（ＩＩ）には「１／ｆ^２ノイズ」として知られている（図５参照）。
１／ｆノイズは様々な時定数をもつ１／ｆ^２ノイズ（ＲＴＮ）が重なったものであり、１／ｆ^２ノイズはＲＴＮであり、２値化したポテンシャル状態の変化に伴うものである。
従って１／ｆ^２ノイズが現れた場合、２つの異なるエネルギー状態を往復していることがわかる。

【0027】

また、横軸に電圧（電界）、縦軸に接合リーク電流をプロットすることで接合リーク電流の電界依存性を確認することが出来る（図６参照）。図６に示すように、電界に依存しないリーク電流（ＩＩＩ）、すなわち中性領域からの拡散電流と、電界が２桁増加すると電流が１桁増加する関係があるリーク電流（ＩＶ）、すなわち発生再結合電流（この電流は、電界により広がる空乏層幅に依存しており、ｌｏｇ−ｌｏｇプロットで傾き１／２を示す）と、さらにこの発生再結合電流よりも強い電界依存性をもつリーク電流（Ｖ）、すなわち電界集中によりバンドの曲がりを生じることに起因する電流に分けることができる。

【0028】

非特許文献５では、拡散電流と発生再結合電流については、リーク電流とノイズの関係が示されているが、発生再結合電流よりも強い電界依存性をもつリーク電流については何も記載されていない。
一方、発明者らの検討によれば、発生再結合電流よりも強い電界依存性をもつリーク電流についても、発生再結合電流と同様にリーク電流の２乗に１／ｆノイズが比例することが見出された（図７参照）。

【0029】

さらに測定温度を変えて、接合リーク電流測定を行うと、低温（例えば、−２０℃）では、低周波側でノイズパワースペクトルが１／ｆ^２に依存する、すなわちＲＴＮが観察されるようになってくるものがある（図８参照）。これは、発生再結合電流よりも強い電界依存性をもつリーク電流が支配的になる場合である。
この現象については、低温になることで、リーク源となる箇所のエネルギー準位が明確な２値化を示すためと考えられる。温度が高い場合は、熱運動による揺らぎが大きく、明確な２値化現象が見られないと考えられる。一方、電界依存の見られない拡散電流が支配する場合や、弱い電界依存性を示す発生再結合電流が支配する場合はこのような温度依存は見られず、１／ｆノイズのままである。

【0030】

次に、接合リーク電流の１/ｆノイズ信号強度のリーク電流依存性、及び、接合リーク電流の１/ｆノイズ信号強度の周波数特性の温度依存性に基づいて、ノイズ原因を推定する（図１のステップＳ１４参照）。
具体的には、リーク電流が拡散電流、発生再結合電流、発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流のうちのどれが支配的であるかを推定する。
空乏層内に欠陥が存在するとリーク電流が小さくてもノイズが大きくなり、これにより発生再結合電流や発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流が支配的になるので、このような構成により、シリコン基板起因のノイズ原因をより効率的に明らかにすることができる。

【0031】

この時、ステップＳ１４において、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の１乗に比例する場合には、リーク電流は拡散電流が支配的であると推定し、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、接合リーク電流の１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が１／ｆのままである場合には、リーク電流は発生再結合電流が支配的であると推定し、１／ｆノイズ信号強度がリーク電流の２乗に比例し、かつ、１／ｆノイズ信号強度の−２０℃以下における周波数特性が低周波側で１／ｆ^２になる場合には、リーク電流は発生再結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流が支配的であると推定することができる。
このような構成により、シリコン基板起因のノイズ原因をより確実に明らかにすることができる。

【0032】

上記で説明したフローに従って半導体基板を評価することで、シリコン基板起因のノイズ原因を明らかにし、ノイズの少ない基板の設計の方向性を示すことができる。

【実施例】

【0033】

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0034】

（実施例１）
酸素を１６ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）含み、ボロンドープされたた抵抗率１０Ω・ｃｍで直径２００ｍｍのシリコンウェーハを材料として、まずこれをパイロジェニック雰囲気で１０００℃、９０分の処理でシリコンウェーハ上に２００ｎｍの酸化膜を形成した。この後、フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィを行った。今回はフォトレジストとしてネガレジストを選択した。フォトリソグラフィに用いるマスクには各種面積の開口部を準備しておき、接合リーク電流の面積依存が測定できるように工夫した。また同一面積で周辺長を変えた開口部も準備した。このフォトレジスト付きウェーハをバッファードＨＦ溶液にて酸化膜をエッチングし、硫酸過酸化水素混合液にてレジストを除去後、ＲＣＡ洗浄を実施した。
このウェーハに加速電圧５５ｋｅＶ、ドーズ量２×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２でボロンをイオン注入し、１０００℃、窒素雰囲気下で回復アニール後、リンガラスを塗布拡散し、リンをシリコンウェーハ表面より拡散することで、ｐｎ接合を形成した。

【0035】

ｐｎ接合が形成された基板に逆方向バイアスを印加し、リーク電流とリーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ強度）を測定した。ノイズパワースペクトルのリーク電流依存性を図２に示し、リーク電流の電圧依存性を図３（ａ）に示す。
さらに、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性を測定した。結果を図４に示す。

【0036】

（実施例２）
実施例１と同様にして、ｐｎ接合が形成された半導体基板を作製した。ただし、基板中の酸素濃度は１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）とした。

【0037】

ｐｎ接合が形成された基板に逆方向バイアスを印加し、リーク電流とリーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ強度）を測定した。ノイズパワースペクトルのリーク電流依存性を図２に示し、リーク電流の電圧依存性を図３（ａ）に示す。
さらに、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性を測定した。

【0038】

（実施例３）
酸素を１６ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）含み、ボロンドープされた抵抗率１０Ω・ｃｍで直径２００ｍｍのシリコンウェーハを材料として、これにシリコンエピタキシャル層を５μｍ成長させた。次にこれに８００℃４時間＋１０００℃１６時間の析出処理を行った。次にこれをパイロジェニック雰囲気で１０００℃、９０分の処理でシリコンエピタキシャル層上に２００ｎｍの酸化膜を形成した。この後、フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィを行った。今回はフォトレジストとしてネガレジストを選択した。マスクには各種面積の開口部を準備しておき、接合リーク電流の面積依存が測定できるように工夫した。また同一面積で周辺長を変えた開口部も準備した。このフォトレジスト付きウェーハをバッファードＨＦ溶液にて酸化膜をエッチングし、硫酸過酸化水素混合液にてレジストを除去後、ＲＣＡ洗浄を実施した。
このウェーハに加速電圧５５ｋｅＶ、ドーズ量２×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２でボロンをイオン注入し、１０００℃、窒素雰囲気下で回復アニール後、リンガラスを塗布拡散し、リンをシリコンウェーハ表面より拡散することで、ｐｎ接合を形成した。

【0039】

ｐｎ接合が形成された基板に逆方向バイアスを印加し、リーク電流とリーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ強度）を測定した。ノイズパワースペクトルのリーク電流依存性を図２に示し、リーク電流の電圧依存性を図３（ｂ）に示す。
さらに、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性を測定した。

【0040】

（実施例４）
実施例３と同様にして、ｐｎ接合が形成された半導体基板を作製した。ただし、基板中の酸素濃度は１３ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）とした。

【0041】

ｐｎ接合が形成された基板に逆方向バイアスを印加し、リーク電流とリーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ強度）を測定した。ノイズパワースペクトルのリーク電流依存性を図２に示し、リーク電流の電圧依存性を図３（ｂ）に示す。
さらに、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性を測定した。

【0042】

（実施例５）
実施例３と同様にして、ｐｎ接合が形成された半導体基板を作製した。ただし、基板中の酸素濃度は１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）とした。

【0043】

ｐｎ接合が形成された基板に逆方向バイアスを印加し、リーク電流とリーク電流のノイズパワースペクトル（ノイズ強度）を測定した。ノイズパワースペクトルのリーク電流依存性を図２に示し、リーク電流の電圧依存性を図３（ｂ）に示す。
さらに、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性を測定した。

【0044】

図２からわかるように、実施例１−２の半導体基板は、ノイズパワースペクトルがリーク電流Ｉの２乗に比例しており、実施例３−５の半導体基板は、ノイズパワースペクトルがリーク電流Ｉの１乗に比例している。
上記から、実施例３−５においては、接合リーク電流が拡散電流支配であると推定される。

【0045】

また、実施例２−５においては、ノイズパワースペクトルの周波数特性の温度依存性が見られず、１／ｆノイズのままであったが、実施例１においては図４に示すように低温（−２０℃）で低周波側にＲＴＮに起因する１／ｆ^２ノイズが見出された。
上記から、実施例２においては、接合リーク電流が発生結合電流支配であると推定され、実施例１においては、接合リーク電流が発生結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流支配であると推定される。

【0046】

接合リーク電流が拡散電流支配であると推定された実施例３−５においては、図３（ｂ）に示すように、接合リーク電流の電界依存性がほとんど見られず、拡散電流支配であることが確認された。
また、図３（ａ）に示すように、接合リーク電流が発生結合電流より強い電界依存性を示すリーク電流支配であると推定された実施例１においては、発生結合電流支配であると推定された実施例２よりも電界依存性の強いことが確認された。

【0047】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】