JP3452659B2 - 集積型ｓｐｍセンサ及びその製造方法 - Google Patents
集積型ｓｐｍセンサ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、探針部に光検出機構
を備えた集積型ＳＰＭセンサ及びその製造方法に関す
る。
を備えた集積型ＳＰＭセンサ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】１９８０年代後半以降、エバネッセント
波を用いることにより回折限界を超える分解能を有する
光学顕微鏡が提案されている。この顕微鏡は、近視野顕
微鏡（ＳＮＯＭ：Scanning near field optical micros
cope）と呼ばれている。このＳＮＯＭは、エバネッセン
ト波が“波長より小さい寸法の領域に局在し、自由空間
を伝搬しない”という特性を利用したものである。
波を用いることにより回折限界を超える分解能を有する
光学顕微鏡が提案されている。この顕微鏡は、近視野顕
微鏡（ＳＮＯＭ：Scanning near field optical micros
cope）と呼ばれている。このＳＮＯＭは、エバネッセン
ト波が“波長より小さい寸法の領域に局在し、自由空間
を伝搬しない”という特性を利用したものである。
【０００３】ＳＮＯＭの測定原理は、まず、測定試料の
表面近傍に１波長程度以下の距離までプローブを近づけ
て、プローブ先端の微小開口を通過する光強度の地図を
作成することによって、測定試料に対する解像が成され
るものである。ＳＮＯＭとしてはいくつかの方式が提案
されているが、大別すると２つの方式が提案されてい
る。その一つはコレクション方式と呼ばれ、試料の下か
ら光を照射した時に、試料を透過し試料表面近傍に局在
したエバネッセント波を、プローブを介して検出しＳＮ
ＯＭ像とする方式である。他の方式は、微小開口を持っ
たプローブから試料に対して光を照射し、試料を透過し
た光を、試料下に設置された光検出器によって検出する
という、いわゆるエミッション方式と呼ばれる方式であ
る。この方式は、例えば特開平４−２９１３１０号（Ａ
Ｔ＆Ｔ；R. E. Betzig）に開示されている。
表面近傍に１波長程度以下の距離までプローブを近づけ
て、プローブ先端の微小開口を通過する光強度の地図を
作成することによって、測定試料に対する解像が成され
るものである。ＳＮＯＭとしてはいくつかの方式が提案
されているが、大別すると２つの方式が提案されてい
る。その一つはコレクション方式と呼ばれ、試料の下か
ら光を照射した時に、試料を透過し試料表面近傍に局在
したエバネッセント波を、プローブを介して検出しＳＮ
ＯＭ像とする方式である。他の方式は、微小開口を持っ
たプローブから試料に対して光を照射し、試料を透過し
た光を、試料下に設置された光検出器によって検出する
という、いわゆるエミッション方式と呼ばれる方式であ
る。この方式は、例えば特開平４−２９１３１０号（Ａ
Ｔ＆Ｔ；R. E. Betzig）に開示されている。
【０００４】次に、一般的なＳＮＯＭ装置の概要につい
て説明をする。測定試料は、３次元移動ステージに倒立
配置されたプリズム上に載置され、そのプリズムの測定
試料の載置されている面に対して、半導体レーザー光を
全反射条件を満たす角度で入射させる。その結果、測定
試料の表面近傍にエバネッセント光が発生し、このと
き、先端を先鋭化させた光ファイバープローブを測定試
料表面に近づけると、エバネッセント光が散乱光に変換
される。散乱光は、光ファイバープローブを介して光検
出器に導光され、散乱光強度の変化が検出される。光検
出器によって検出された散乱光強度の変化は、対応した
散乱光強度信号に変換され、Ｚ位置制御機構に出力され
る。Ｚ位置制御機構は、散乱光強度信号に基づいて、３
次元移動ステージをＺ方向に移動制御して測定試料と光
ファイバープローブの先端とを略同位置に固定する。こ
のような状態において、マイクロコンピュータがＸ／Ｙ
走査位置を介して、３次元移動ステージをＸ／Ｙ移動制
御する。その結果、光ファイバープローブは測定試料に
対して相対的にＸＹ走査される。このとき、測定試料の
表面近傍に発生しているエバネッセント光は、光ファイ
バープローブによって散乱光に変換される。この散乱光
は光検出器によって光強度に対する電気信号に変換され
た後、雑音、バックグランド除去等の画像処理が行わ
れ、ＳＮＯＭ画像として表示されるようになっている。
て説明をする。測定試料は、３次元移動ステージに倒立
配置されたプリズム上に載置され、そのプリズムの測定
試料の載置されている面に対して、半導体レーザー光を
全反射条件を満たす角度で入射させる。その結果、測定
試料の表面近傍にエバネッセント光が発生し、このと
き、先端を先鋭化させた光ファイバープローブを測定試
料表面に近づけると、エバネッセント光が散乱光に変換
される。散乱光は、光ファイバープローブを介して光検
出器に導光され、散乱光強度の変化が検出される。光検
出器によって検出された散乱光強度の変化は、対応した
散乱光強度信号に変換され、Ｚ位置制御機構に出力され
る。Ｚ位置制御機構は、散乱光強度信号に基づいて、３
次元移動ステージをＺ方向に移動制御して測定試料と光
ファイバープローブの先端とを略同位置に固定する。こ
のような状態において、マイクロコンピュータがＸ／Ｙ
走査位置を介して、３次元移動ステージをＸ／Ｙ移動制
御する。その結果、光ファイバープローブは測定試料に
対して相対的にＸＹ走査される。このとき、測定試料の
表面近傍に発生しているエバネッセント光は、光ファイ
バープローブによって散乱光に変換される。この散乱光
は光検出器によって光強度に対する電気信号に変換され
た後、雑音、バックグランド除去等の画像処理が行わ
れ、ＳＮＯＭ画像として表示されるようになっている。
【０００５】一方、BinnigとRohrerらにより発明された
走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ；Scanning Tunneling Mic
roscope ）におけるサーボ技術を始めとする要素技術を
利用しながら、ＳＴＭでは測定し難かった絶縁性の試料
を原子オーダーの精度で観察することのできる顕微鏡と
して、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Atomic Force Microsc
ope ）が提案されている（特開昭６２−１３０３０２
号：ＩＢＭ、Ｇ．ビニッヒ、サンプル表面の像を形成す
る方法及び装置）。
走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ；Scanning Tunneling Mic
roscope ）におけるサーボ技術を始めとする要素技術を
利用しながら、ＳＴＭでは測定し難かった絶縁性の試料
を原子オーダーの精度で観察することのできる顕微鏡と
して、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Atomic Force Microsc
ope ）が提案されている（特開昭６２−１３０３０２
号：ＩＢＭ、Ｇ．ビニッヒ、サンプル表面の像を形成す
る方法及び装置）。
【０００６】このＡＦＭの構造はＳＴＭに類似してお
り、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の一つとして位置
づけられる。ＡＦＭでは、自由端に鋭い突起部分（探針
部）を持つカンチレバーを、試料に対向・近接させ、探
針部の先端の原子と試料原子との間に働く相互作用力に
より、変位するカンチレバーの動きを電気的あるいは光
学的にとらえて測定しつつ、試料をＸＹ方向に走査し、
カンチレバーの探針部との位置関係を相対的に変化させ
ることによって、試料の凹凸情報などを３次元的にとら
えることができるようになっている。
り、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の一つとして位置
づけられる。ＡＦＭでは、自由端に鋭い突起部分（探針
部）を持つカンチレバーを、試料に対向・近接させ、探
針部の先端の原子と試料原子との間に働く相互作用力に
より、変位するカンチレバーの動きを電気的あるいは光
学的にとらえて測定しつつ、試料をＸＹ方向に走査し、
カンチレバーの探針部との位置関係を相対的に変化させ
ることによって、試料の凹凸情報などを３次元的にとら
えることができるようになっている。
【０００７】このＡＦＭにおいては、カンチレバーの変
位を測定する変位測定センサは、カンチレバーとは別途
に設けるのが一般的である。しかし最近では、カンチレ
バー自体に変位を測定できる機能を付加した集積型ＡＦ
Ｍセンサが、M.Tortonese らにより提案されている。こ
の集積型ＡＦＭセンサは、例えばM.Tortonese,H.Yamad
a, R.C.Barrett and C.F.Quate の論文“Atomic force
microscopy using a piezoresistive cantilever ”（T
ransducers and Sensors '91 ）や、ＰＣＴ出願ＷＯ９
２／１２３９８に開示されている。
位を測定する変位測定センサは、カンチレバーとは別途
に設けるのが一般的である。しかし最近では、カンチレ
バー自体に変位を測定できる機能を付加した集積型ＡＦ
Ｍセンサが、M.Tortonese らにより提案されている。こ
の集積型ＡＦＭセンサは、例えばM.Tortonese,H.Yamad
a, R.C.Barrett and C.F.Quate の論文“Atomic force
microscopy using a piezoresistive cantilever ”（T
ransducers and Sensors '91 ）や、ＰＣＴ出願ＷＯ９
２／１２３９８に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のM.Tortonese ら
により提案されている集積型ＡＦＭセンサは、カンチレ
バーに歪みセンサを集積化したものであるが、同様に光
検出機能を持ったセンサーをカンチレバー上に集積化す
ることは容易に発想できる。しかし、単純に光検出機能
を持ったセンサ、例えばフォトダイオードを集積化する
と、そのフォトダイオードにおいて、光照射により発生
したフォトキャリアが半導体内のキャリアと再結合した
り、トラップに捕獲されることにより、光電流用のキャ
リアとして寄与しなくなり、検出効率が低下する。その
ため、エバネッセント光の様な微弱で、測定試料表面近
傍にしか存在しない光を検出する際には、空乏層まで光
が届かず、発生したフォトキャリアは半導体内ですぐに
再結合するため、感度が非常に低下する。
により提案されている集積型ＡＦＭセンサは、カンチレ
バーに歪みセンサを集積化したものであるが、同様に光
検出機能を持ったセンサーをカンチレバー上に集積化す
ることは容易に発想できる。しかし、単純に光検出機能
を持ったセンサ、例えばフォトダイオードを集積化する
と、そのフォトダイオードにおいて、光照射により発生
したフォトキャリアが半導体内のキャリアと再結合した
り、トラップに捕獲されることにより、光電流用のキャ
リアとして寄与しなくなり、検出効率が低下する。その
ため、エバネッセント光の様な微弱で、測定試料表面近
傍にしか存在しない光を検出する際には、空乏層まで光
が届かず、発生したフォトキャリアは半導体内ですぐに
再結合するため、感度が非常に低下する。
【０００９】また、従来の光ファイバープローブを使用
したＳＮＯＭでは、プローブとは別にセンサを設けなけ
ればならず、装置が大型化してしまう。それに伴い、外
部の振動の影響を受けやすく、しかも作製が容易ではな
い。また、プローブと光検出機構との距離が離れている
ため、その間で光が損失し光検出効率が悪く、感度が悪
くなる。更に、他のＳＰＭ装置、特にＡＦＭ装置とは装
置の構成が全く異なるため、ユーザーはＡＦＭ装置とは
別に、専用のＳＮＯＭ装置を購入せざるを得ず、ユーザ
ーには大きな負担となってしまう。
したＳＮＯＭでは、プローブとは別にセンサを設けなけ
ればならず、装置が大型化してしまう。それに伴い、外
部の振動の影響を受けやすく、しかも作製が容易ではな
い。また、プローブと光検出機構との距離が離れている
ため、その間で光が損失し光検出効率が悪く、感度が悪
くなる。更に、他のＳＰＭ装置、特にＡＦＭ装置とは装
置の構成が全く異なるため、ユーザーはＡＦＭ装置とは
別に、専用のＳＮＯＭ装置を購入せざるを得ず、ユーザ
ーには大きな負担となってしまう。
【００１０】本発明は、従来の集積型ＡＦＭセンサある
いはＳＮＯＭにおける上記問題点を解消するためになさ
れたもので、従来のＳＰＭ、特にＡＦＭとほぼ同様な構
成によりＳＮＯＭ測定の可能な集積型ＳＰＭセンサ及び
その製造方法を提供することを目的とする。
いはＳＮＯＭにおける上記問題点を解消するためになさ
れたもので、従来のＳＰＭ、特にＡＦＭとほぼ同様な構
成によりＳＮＯＭ測定の可能な集積型ＳＰＭセンサ及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、自由端に探針部を有するカンチ
レバー部と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部
と、前記探針部に設けられた光検出機構とを備えた集積
型ＳＰＭセンサにおいて、前記光検出機構は、探針部に
集積化された半導体光センサで構成されていることを特
徴とするものである。
決するため、本発明は、自由端に探針部を有するカンチ
レバー部と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部
と、前記探針部に設けられた光検出機構とを備えた集積
型ＳＰＭセンサにおいて、前記光検出機構は、探針部に
集積化された半導体光センサで構成されていることを特
徴とするものである。
【００１２】このように、構成した集積型ＳＰＭセンサ
の探針部を測定試料表面近傍に発生したエバネッセント
光に接触させると、探針部に設けられた集積化された半
導体光センサによりエバネッセント光が検出される。エ
バネッセント光は光強度信号に変換され、この信号に基
づいて測定試料の表面情報を出力することにより、ＳＮ
ＯＭ測定が行われる。そして探針部と半導体光センサが
一体化されているため、探針部と半導体光センサを極限
まで近づけることができ、光伝播中の損失を抑えた高感
度のＳＮＯＭ測定を可能にする。
の探針部を測定試料表面近傍に発生したエバネッセント
光に接触させると、探針部に設けられた集積化された半
導体光センサによりエバネッセント光が検出される。エ
バネッセント光は光強度信号に変換され、この信号に基
づいて測定試料の表面情報を出力することにより、ＳＮ
ＯＭ測定が行われる。そして探針部と半導体光センサが
一体化されているため、探針部と半導体光センサを極限
まで近づけることができ、光伝播中の損失を抑えた高感
度のＳＮＯＭ測定を可能にする。
【００１３】また半導体光センサをフォトダイオードで
構成し、該フォトダイオードのＰＮ接合部における空乏
層が探針部の先端部まで形成されるように構成すること
により、探針部先端の高濃度ドーピング層でのフォトキ
ャリアの再結合確率を低減し、エバネッセント光のよう
な微弱光を高感度で検出することが可能となる。
構成し、該フォトダイオードのＰＮ接合部における空乏
層が探針部の先端部まで形成されるように構成すること
により、探針部先端の高濃度ドーピング層でのフォトキ
ャリアの再結合確率を低減し、エバネッセント光のよう
な微弱光を高感度で検出することが可能となる。
【００１４】また、本発明に係る集積型ＳＰＭセンサの
製造方法は、カンチレバー部表面と探針部表面に酸化膜
を厚く形成し、前記カンチレバー部表面に垂直な方向で
イオンインプランテーションを行って、探針部及びその
近傍の表面にフォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ型）
層を形成する工程を用いたり、また探針部の全表面にフ
ォトダイオード構成するＰ型（Ｎ型）層を形成した後、
探針部表面を酸化し探針部先端のＰ型（Ｎ型）層を除去
する工程を用いたり、またカンチレバー部に探針形成用
マスクを形成してエッチングにより探針部を形成し、次
いで探針形成用マスクをイオンインプランテーション用
マスクとして用い、カンチレバー部を回転しながら、カ
ンチレバー部の表面に対して斜め方向において探針部に
向けてイオンインプランテーションを行い、先端部を除
いて探針部表面にフォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ
型）層を形成する工程を用いたり、更にはまたカンチレ
バー部に形成した探針部の先端にフォトダイオードを構
成するＰ型（Ｎ型）層を形成させないためのマスクを設
け、イオンインプランテーションにより探針部表面に先
端部を除いてＰ型（Ｎ型）層を形成する工程を用いるも
のである。
製造方法は、カンチレバー部表面と探針部表面に酸化膜
を厚く形成し、前記カンチレバー部表面に垂直な方向で
イオンインプランテーションを行って、探針部及びその
近傍の表面にフォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ型）
層を形成する工程を用いたり、また探針部の全表面にフ
ォトダイオード構成するＰ型（Ｎ型）層を形成した後、
探針部表面を酸化し探針部先端のＰ型（Ｎ型）層を除去
する工程を用いたり、またカンチレバー部に探針形成用
マスクを形成してエッチングにより探針部を形成し、次
いで探針形成用マスクをイオンインプランテーション用
マスクとして用い、カンチレバー部を回転しながら、カ
ンチレバー部の表面に対して斜め方向において探針部に
向けてイオンインプランテーションを行い、先端部を除
いて探針部表面にフォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ
型）層を形成する工程を用いたり、更にはまたカンチレ
バー部に形成した探針部の先端にフォトダイオードを構
成するＰ型（Ｎ型）層を形成させないためのマスクを設
け、イオンインプランテーションにより探針部表面に先
端部を除いてＰ型（Ｎ型）層を形成する工程を用いるも
のである。
【００１５】このような工程を用いて製造することによ
り、フォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ型）層が探針
部先端には形成されず空乏層が探針部先端まで形成され
た高光感度のフォトダイオードを、探針部に集積化した
集積型ＳＰＭセンサを容易に得ることができる。
り、フォトダイオードを構成するＰ型（Ｎ型）層が探針
部先端には形成されず空乏層が探針部先端まで形成され
た高光感度のフォトダイオードを、探針部に集積化した
集積型ＳＰＭセンサを容易に得ることができる。
【００１６】
【実施例】次に実施例について説明する。まず本発明に
係る集積型ＳＰＭセンサ及びその製造方法の第１実施例
の製造方法を、図１及び図２に基づいて説明する。な
お、本実施例においては、Ｎ型基板を用いて形成する場
合について説明する。まず図１の（Ａ）に示すように、
シリコンウェハ１の表面に酸化シリコンの分離層２を介
してＮ型シリコン層のレバー構造体部３を設けたもの、
例えば貼り合わせウェハを用意し、このシリコンウェハ
１の裏面とレバー構造体部３の表面に、シリコン酸化膜
４を形成する。
係る集積型ＳＰＭセンサ及びその製造方法の第１実施例
の製造方法を、図１及び図２に基づいて説明する。な
お、本実施例においては、Ｎ型基板を用いて形成する場
合について説明する。まず図１の（Ａ）に示すように、
シリコンウェハ１の表面に酸化シリコンの分離層２を介
してＮ型シリコン層のレバー構造体部３を設けたもの、
例えば貼り合わせウェハを用意し、このシリコンウェハ
１の裏面とレバー構造体部３の表面に、シリコン酸化膜
４を形成する。
【００１７】次に図１の（Ｂ）に示すように、シリコン
ウェハ１の裏面の酸化膜４に、カンチレバーの下部を除
去してその変位を自由にし、且つカンチレバー支持部を
形成するためのシリコンウェハ１のエッチング用の開口
部５を設ける。そして、レバー構造体部３を図２に示す
ようなカンチレバー平面形状にパターニングした後、図
示しない探針形成用マスクを設けて探針部６をエッチン
グにより形成し、次いでレバー構造体部３と探針部６の
表面に酸化膜７を形成する。この酸化膜７の厚さは、イ
オンインプランテーションにおけるドープする材料の加
速電圧を考慮した上で、レバー構造体部３の表面に最適
にドーピングされる厚さとする。次に、レジストを表面
に塗布し、イオンインプランテーション用のマスク８を
形成して、ボロンのイオンインプランテーションによ
り、探針部６及びその近傍の表面にＰ層９を形成する。
この際イオンインプランテーションは、レバー構造体部
３に対して垂直に行われる（図３参照）。このようにレ
バー構造体部３に対してイオンインプランテーションが
垂直に行われた場合、酸化膜７の表面から探針部６の表
面までの距離は、探針部６の先端部における距離をａ，
中間における距離をｂ，裾部における距離をｃとする
と、ａ＞ｂ＞ｃとなるので、Ｐ層９は探針部６の先端部
には形成されず、探針部６の裾部から頂点に行くにした
がって薄く形成されるようになっている。
ウェハ１の裏面の酸化膜４に、カンチレバーの下部を除
去してその変位を自由にし、且つカンチレバー支持部を
形成するためのシリコンウェハ１のエッチング用の開口
部５を設ける。そして、レバー構造体部３を図２に示す
ようなカンチレバー平面形状にパターニングした後、図
示しない探針形成用マスクを設けて探針部６をエッチン
グにより形成し、次いでレバー構造体部３と探針部６の
表面に酸化膜７を形成する。この酸化膜７の厚さは、イ
オンインプランテーションにおけるドープする材料の加
速電圧を考慮した上で、レバー構造体部３の表面に最適
にドーピングされる厚さとする。次に、レジストを表面
に塗布し、イオンインプランテーション用のマスク８を
形成して、ボロンのイオンインプランテーションによ
り、探針部６及びその近傍の表面にＰ層９を形成する。
この際イオンインプランテーションは、レバー構造体部
３に対して垂直に行われる（図３参照）。このようにレ
バー構造体部３に対してイオンインプランテーションが
垂直に行われた場合、酸化膜７の表面から探針部６の表
面までの距離は、探針部６の先端部における距離をａ，
中間における距離をｂ，裾部における距離をｃとする
と、ａ＞ｂ＞ｃとなるので、Ｐ層９は探針部６の先端部
には形成されず、探針部６の裾部から頂点に行くにした
がって薄く形成されるようになっている。
【００１８】次に図１の（Ｃ）に示すように、イオンイ
ンプランテーション用のマスク８を除去した後に、探針
部６のレバー支持部側のＰ層９の形成されている部分に
レバー構造体部３の表面に接してＰ+ 層10と、そのＰ+
層10からレバー支持部側に少し離れたレバー構造体部３
の表面部分にＮ+ 層11を形成し、これらのＰ+ 層10及び
Ｎ+ 層11の上部の酸化膜７にコンタクトホール12，13を
形成する。その後、コンタクトホール12，13を介してＰ
+ 層10及びＮ+ 層11に接続した電極部14，15を、例えば
アルミニウムをスパッタリングして、図２に示す表面形
状のようにパターニングし、次いで探針部６の部分のみ
の酸化膜７を除去して、裏面エッチング時に表面を保護
するための、例えばポリイミドからなる表面保護膜16を
表面に形成する。
ンプランテーション用のマスク８を除去した後に、探針
部６のレバー支持部側のＰ層９の形成されている部分に
レバー構造体部３の表面に接してＰ+ 層10と、そのＰ+
層10からレバー支持部側に少し離れたレバー構造体部３
の表面部分にＮ+ 層11を形成し、これらのＰ+ 層10及び
Ｎ+ 層11の上部の酸化膜７にコンタクトホール12，13を
形成する。その後、コンタクトホール12，13を介してＰ
+ 層10及びＮ+ 層11に接続した電極部14，15を、例えば
アルミニウムをスパッタリングして、図２に示す表面形
状のようにパターニングし、次いで探針部６の部分のみ
の酸化膜７を除去して、裏面エッチング時に表面を保護
するための、例えばポリイミドからなる表面保護膜16を
表面に形成する。
【００１９】次に図１の（Ｄ）に示すように、裏面に形
成されている、一部が除去されている酸化膜４をマスク
として、シリコンウェハ１を湿式異方性エッチングによ
り酸化シリコン分離層２までエッチングし、レバー支持
部１ａを形成する。最後にカンチレバー部17を自由にす
るためフッ酸で酸化シリコン分離層２の一部を除去し、
表面保護膜16を除去することにより集積型ＳＰＭセンサ
が完成する。
成されている、一部が除去されている酸化膜４をマスク
として、シリコンウェハ１を湿式異方性エッチングによ
り酸化シリコン分離層２までエッチングし、レバー支持
部１ａを形成する。最後にカンチレバー部17を自由にす
るためフッ酸で酸化シリコン分離層２の一部を除去し、
表面保護膜16を除去することにより集積型ＳＰＭセンサ
が完成する。
【００２０】なお、探針部６の先端にＰ層９が形成され
ないようにする他の方法としては、ボロンをイオンイン
プランテーションした後に、酸化により探針先端のＰ層
を除去する方法がある。すなわち、図４に示すように、
ボロンをイオンインプランテーションする際に、探針部
６の表面に形成する酸化膜７を薄く形成してイオンイン
プランテーションを行い、Ｐ層９を形成したのち、図５
に示すように表面を酸化、例えば熱酸化することにより
酸化膜18を形成する。これにより探針部６の表面のシリ
コンは酸化膜18に変わり、探針部６の先端のＰ層９も酸
化膜18に変わる。そして、この酸化膜18をフッ酸で除去
することにより、上記第１実施例の製造で得られるもの
と同様な構成のものが得られる。
ないようにする他の方法としては、ボロンをイオンイン
プランテーションした後に、酸化により探針先端のＰ層
を除去する方法がある。すなわち、図４に示すように、
ボロンをイオンインプランテーションする際に、探針部
６の表面に形成する酸化膜７を薄く形成してイオンイン
プランテーションを行い、Ｐ層９を形成したのち、図５
に示すように表面を酸化、例えば熱酸化することにより
酸化膜18を形成する。これにより探針部６の表面のシリ
コンは酸化膜18に変わり、探針部６の先端のＰ層９も酸
化膜18に変わる。そして、この酸化膜18をフッ酸で除去
することにより、上記第１実施例の製造で得られるもの
と同様な構成のものが得られる。
【００２１】次に、第１実施例の製法により得られた集
積型ＳＰＭセンサの構成及びその使用態様について、図
１の（Ｄ）及び図２を参照しながら説明する。シリコン
ウェハからなるレバー支持部１ａ上に酸化シリコン分離
層２を介してレバー構造体部３が形成されており、この
レバー構造体部３の自由端側に探針部６が形成され、カ
ンチレバー部17を構成している。そして、探針部６とそ
の近傍の表面にはＰ層９が形成されている。このＰ層９
は探針部６の先端には形成されず、探針部６の裾部から
頂点に行くにしたがって薄く形成されている。これは局
所的な光のみをとらえるためで、先端部のみを薄く裾部
を厚くすることにより先端部での光が空乏層に届き易く
なる。またＰ+ 層10がＰ層９に接して、且つレバー構造
体部３の表面にも接して形成されており、またＮ+ 層11
がＰ+ 層10からレバー支持部１ａ側に少し離れた部分、
例えば10μｍ程度離れたレバー構造体部３の表面部分に
形成されている。そして、探針部６とＰ+ 層10及びＮ+
層11に対するコンタクトホール12，13部分を除いて、レ
バー構造体部３の表面と側面に酸化膜７が形成されてい
る。またＰ+ 層10とＮ+ 層11には、コンタクトホール1
2，13を介して電極部14，15が、それぞれ接続されてい
る。そして、このように構成された集積型ＳＰＭセンサ
は、図２に示すように、電極部14にはＰＮ接合部に逆電
圧を印加するための直流定電圧電源19が接続され、電極
部15には電流検出用回路20が接続されて使用されるよう
になっている。
積型ＳＰＭセンサの構成及びその使用態様について、図
１の（Ｄ）及び図２を参照しながら説明する。シリコン
ウェハからなるレバー支持部１ａ上に酸化シリコン分離
層２を介してレバー構造体部３が形成されており、この
レバー構造体部３の自由端側に探針部６が形成され、カ
ンチレバー部17を構成している。そして、探針部６とそ
の近傍の表面にはＰ層９が形成されている。このＰ層９
は探針部６の先端には形成されず、探針部６の裾部から
頂点に行くにしたがって薄く形成されている。これは局
所的な光のみをとらえるためで、先端部のみを薄く裾部
を厚くすることにより先端部での光が空乏層に届き易く
なる。またＰ+ 層10がＰ層９に接して、且つレバー構造
体部３の表面にも接して形成されており、またＮ+ 層11
がＰ+ 層10からレバー支持部１ａ側に少し離れた部分、
例えば10μｍ程度離れたレバー構造体部３の表面部分に
形成されている。そして、探針部６とＰ+ 層10及びＮ+
層11に対するコンタクトホール12，13部分を除いて、レ
バー構造体部３の表面と側面に酸化膜７が形成されてい
る。またＰ+ 層10とＮ+ 層11には、コンタクトホール1
2，13を介して電極部14，15が、それぞれ接続されてい
る。そして、このように構成された集積型ＳＰＭセンサ
は、図２に示すように、電極部14にはＰＮ接合部に逆電
圧を印加するための直流定電圧電源19が接続され、電極
部15には電流検出用回路20が接続されて使用されるよう
になっている。
【００２２】次に、動作について説明する。上記のよう
に構成された集積型ＳＰＭセンサの一方の電極部15に電
流検出用回路20を接続して、該回路20を例えばアース接
続し、他方の電極部14には、直流定電圧電源19を接続
し、例えば、−３Ｖ印加して動作させる。このような動
作状態においては、探針部６におけるＰ層９とＮ型シリ
コン層よりなるレバー構造体部３の接合部では空乏層が
拡がり、探針部６の先端まで空乏層となる。この探針部
６の先端の空乏層に直接光が入射すると、Ｐ層９とレバ
ー構造体部（Ｎ型シリコン層）３からなるフォトダイオ
ード内で光電流用キャリアとして寄与するキャリアが多
量に発生し、フォトダイオードに流れる電流も増加す
る。この電流は光の強度に応じて変化するため、この変
化を電流検出用回路20で検知することによって、ＳＮＯ
Ｍ信号を得ることができる。
に構成された集積型ＳＰＭセンサの一方の電極部15に電
流検出用回路20を接続して、該回路20を例えばアース接
続し、他方の電極部14には、直流定電圧電源19を接続
し、例えば、−３Ｖ印加して動作させる。このような動
作状態においては、探針部６におけるＰ層９とＮ型シリ
コン層よりなるレバー構造体部３の接合部では空乏層が
拡がり、探針部６の先端まで空乏層となる。この探針部
６の先端の空乏層に直接光が入射すると、Ｐ層９とレバ
ー構造体部（Ｎ型シリコン層）３からなるフォトダイオ
ード内で光電流用キャリアとして寄与するキャリアが多
量に発生し、フォトダイオードに流れる電流も増加す
る。この電流は光の強度に応じて変化するため、この変
化を電流検出用回路20で検知することによって、ＳＮＯ
Ｍ信号を得ることができる。
【００２３】この実施例においては、Ｐ層９を探針部６
の先端とその近傍を除いた探針部表面に形成したので、
探針部の先端まで空乏層が形成され、光が空乏層に直接
入射される。これにより、光電流用キャリアとして寄与
するキャリアの量が増加し、感度が向上する。またカン
チレバー部自体にフォトダイオード（光検出機構）を集
積化することにより装置の小型化が可能となり、それに
伴い装置が簡易化でき、作製も容易となり振動等の影響
を低減できるようになる。更に、探針部にフォトダイオ
ードを集積化したことにより、探針部（プローブ）と光
検出部との距離が短くなり、その間の光損失が低減し感
度の向上を図ることができる。また、他のＳＰＭ装置、
特にＡＦＭ装置に、エバネッセント光を発生させる光源
を設け、プローブを本実施例のものに交換するだけでＳ
ＮＯＭ測定が可能となり、ＡＦＭ測定装置とは別個にＳ
ＮＯＭ測定装置を用意する必要がなくなり、ユーザの負
担が軽減される。なお、本実施例において、Ｐ層とＮ
層，Ｐ+ 層とＮ+ 層をそれぞれ逆に形成した構造として
もよく、この場合は、印加バイアスの極性を反対にして
使用する。
の先端とその近傍を除いた探針部表面に形成したので、
探針部の先端まで空乏層が形成され、光が空乏層に直接
入射される。これにより、光電流用キャリアとして寄与
するキャリアの量が増加し、感度が向上する。またカン
チレバー部自体にフォトダイオード（光検出機構）を集
積化することにより装置の小型化が可能となり、それに
伴い装置が簡易化でき、作製も容易となり振動等の影響
を低減できるようになる。更に、探針部にフォトダイオ
ードを集積化したことにより、探針部（プローブ）と光
検出部との距離が短くなり、その間の光損失が低減し感
度の向上を図ることができる。また、他のＳＰＭ装置、
特にＡＦＭ装置に、エバネッセント光を発生させる光源
を設け、プローブを本実施例のものに交換するだけでＳ
ＮＯＭ測定が可能となり、ＡＦＭ測定装置とは別個にＳ
ＮＯＭ測定装置を用意する必要がなくなり、ユーザの負
担が軽減される。なお、本実施例において、Ｐ層とＮ
層，Ｐ+ 層とＮ+ 層をそれぞれ逆に形成した構造として
もよく、この場合は、印加バイアスの極性を反対にして
使用する。
【００２４】次に、第２実施例について説明する。ま
ず、その製造方法の要部を図６及び図７に基づいて説明
する。この実施例の製造方法は、第１実施例の製造方法
とは、ボロンのイオンインプランテーションの方法が異
なるのみであるから、ここではイオンインプランテーシ
ョンに関する工程のみについて説明し、他の工程の説明
は省略する。この実施例においては、第１実施例と同様
にして、図６に示すように、探針形成用マスク21を設け
て、レバー構造体部３に探針部６を形成したのち、探針
形成用マスク21をそのままの状態で残しておき、レバー
構造体部３の表面と探針部６の表面に薄い酸化膜７を形
成する。次いで、探針形成用マスク21をイオンインプラ
ンテーション用のマスクとして、ボロンのイオンインプ
ランテーションを、レバー構造体部３の表面に対し斜め
方向から行い、シリコンウェハ全体を回転させる。これ
により、図７に示すように、Ｐ層９は探針部６の先端に
は形成されず、探針部６の途中から裾に向かって形成さ
れる。次いで探針形成用マスク21を除去し、以後第１実
施例と同様な工程により、第１実施例と同様な構成の集
積型ＳＰＭセンサが得られる。
ず、その製造方法の要部を図６及び図７に基づいて説明
する。この実施例の製造方法は、第１実施例の製造方法
とは、ボロンのイオンインプランテーションの方法が異
なるのみであるから、ここではイオンインプランテーシ
ョンに関する工程のみについて説明し、他の工程の説明
は省略する。この実施例においては、第１実施例と同様
にして、図６に示すように、探針形成用マスク21を設け
て、レバー構造体部３に探針部６を形成したのち、探針
形成用マスク21をそのままの状態で残しておき、レバー
構造体部３の表面と探針部６の表面に薄い酸化膜７を形
成する。次いで、探針形成用マスク21をイオンインプラ
ンテーション用のマスクとして、ボロンのイオンインプ
ランテーションを、レバー構造体部３の表面に対し斜め
方向から行い、シリコンウェハ全体を回転させる。これ
により、図７に示すように、Ｐ層９は探針部６の先端に
は形成されず、探針部６の途中から裾に向かって形成さ
れる。次いで探針形成用マスク21を除去し、以後第１実
施例と同様な工程により、第１実施例と同様な構成の集
積型ＳＰＭセンサが得られる。
【００２５】このようにして製造された集積型ＳＰＭセ
ンサの構成は上記のように第１実施例と同様であり、そ
の説明は省略するが、効果に関しては、第１実施例と同
様な効果に加え、イオンインプランテーションにより直
接Ｐ層の厚さの制御が可能であり、また探針先端からＰ
層までの距離はイオンインプランテーションを行う傾斜
角度を変えるだけで容易に制御できるので、探針先端部
に適切な空乏層が作製可能となり、一層の感度向上が達
成可能となる。
ンサの構成は上記のように第１実施例と同様であり、そ
の説明は省略するが、効果に関しては、第１実施例と同
様な効果に加え、イオンインプランテーションにより直
接Ｐ層の厚さの制御が可能であり、また探針先端からＰ
層までの距離はイオンインプランテーションを行う傾斜
角度を変えるだけで容易に制御できるので、探針先端部
に適切な空乏層が作製可能となり、一層の感度向上が達
成可能となる。
【００２６】次に、第３実施例について説明する。ま
ず、その製造方法の要部を図８に基づいて説明する。こ
の実施例の製造方法は、第１実施例の製造方法とは、ボ
ロンのイオンインプランテーションの方法が異なるのみ
であるから、ここではイオンインプランテーションに関
する工程のみについて説明し、他の工程の説明は省略す
る。この実施例においては、第１実施例と同様にして、
レバー構造体部３に探針部６を形成したのち、レバー構
造体部３の表面と探針部６の表面に薄い酸化膜７を形成
する。次いで、その上にレジストを塗布して、図８に示
すように、イオンインプランテーション用のマスク31を
探針部６の先端部分のみを覆うように形成し、ボロンの
イオンインプランテーションを、レバー構造体部３に対
して垂直に行う。これによりＰ層９は探針部６の先端に
は形成されず、探針部６の途中から裾に向かって形成さ
れる。その後イオンインプランテーション用マスク31を
除去し、以後第１実施例と同様な工程により、第１実施
例と同様な構成の集積型ＳＰＭセンサが得られる。
ず、その製造方法の要部を図８に基づいて説明する。こ
の実施例の製造方法は、第１実施例の製造方法とは、ボ
ロンのイオンインプランテーションの方法が異なるのみ
であるから、ここではイオンインプランテーションに関
する工程のみについて説明し、他の工程の説明は省略す
る。この実施例においては、第１実施例と同様にして、
レバー構造体部３に探針部６を形成したのち、レバー構
造体部３の表面と探針部６の表面に薄い酸化膜７を形成
する。次いで、その上にレジストを塗布して、図８に示
すように、イオンインプランテーション用のマスク31を
探針部６の先端部分のみを覆うように形成し、ボロンの
イオンインプランテーションを、レバー構造体部３に対
して垂直に行う。これによりＰ層９は探針部６の先端に
は形成されず、探針部６の途中から裾に向かって形成さ
れる。その後イオンインプランテーション用マスク31を
除去し、以後第１実施例と同様な工程により、第１実施
例と同様な構成の集積型ＳＰＭセンサが得られる。
【００２７】このようにして製造された集積型ＳＰＭセ
ンサの構成は上記のように第１実施例と同様であり、そ
の説明は省略するが、効果に関しては、第１実施例と同
様な効果に加え、イオンインプランテーションにより直
接Ｐ層の厚さの制御が可能であり、また探針先端からＰ
層までの距離はイオンインプランテーション用マスクの
大きさを変えるだけで容易に制御できるので、探針先端
部に適切な空乏層の生成が可能となり、一層の感度向上
が可能となる。
ンサの構成は上記のように第１実施例と同様であり、そ
の説明は省略するが、効果に関しては、第１実施例と同
様な効果に加え、イオンインプランテーションにより直
接Ｐ層の厚さの制御が可能であり、また探針先端からＰ
層までの距離はイオンインプランテーション用マスクの
大きさを変えるだけで容易に制御できるので、探針先端
部に適切な空乏層の生成が可能となり、一層の感度向上
が可能となる。
【００２８】次に第４実施例の構成並びに製造方法を、
完成した集積型ＳＰＭセンサの正面を示す図９と、その
断面を示す図10に基づいて説明する。この実施例の製造
方法は第１実施例の製造方法とほぼ同様であり、異なる
点は、レバー構造体部３を図９に示すようなレバーを３
本としたカンチレバー平面形状にパターニングし、ボロ
ンのイオンインプランテーションを行う際に、図10に示
すようにピエゾ抵抗層41をレバー構造体部３の中央のレ
バーの表面近傍に同時に形成し、またフォトダイオード
が形成されているレバー構造体部とピエゾ抵抗層41が形
成されているレバー構造体部との間に絶縁層、例えばシ
リコン酸化膜42を形成し、そして前記ピエゾ抵抗層41に
コンタクトホール43，44を介してそれぞれ電極部45，46
を接続形成している点である。したがって、構成におけ
る第１実施例との相違点は、カンチレバー部17を３本の
レバーで形成し、中央のレバーにピエゾ抵抗層41を配設
すると共にシリコン酸化膜42を設け、ピエゾ抵抗層41に
電極部45，46を接続配設した点である。
完成した集積型ＳＰＭセンサの正面を示す図９と、その
断面を示す図10に基づいて説明する。この実施例の製造
方法は第１実施例の製造方法とほぼ同様であり、異なる
点は、レバー構造体部３を図９に示すようなレバーを３
本としたカンチレバー平面形状にパターニングし、ボロ
ンのイオンインプランテーションを行う際に、図10に示
すようにピエゾ抵抗層41をレバー構造体部３の中央のレ
バーの表面近傍に同時に形成し、またフォトダイオード
が形成されているレバー構造体部とピエゾ抵抗層41が形
成されているレバー構造体部との間に絶縁層、例えばシ
リコン酸化膜42を形成し、そして前記ピエゾ抵抗層41に
コンタクトホール43，44を介してそれぞれ電極部45，46
を接続形成している点である。したがって、構成におけ
る第１実施例との相違点は、カンチレバー部17を３本の
レバーで形成し、中央のレバーにピエゾ抵抗層41を配設
すると共にシリコン酸化膜42を設け、ピエゾ抵抗層41に
電極部45，46を接続配設した点である。
【００２９】次に、第４実施例の製造方法により得られ
た集積型ＳＰＭセンサの使用態様及び動作について説明
する。この集積型ＳＰＭセンサの使用時には、電極部45
にはピエゾ抵抗層41に電圧を印加するための直流定電圧
電源47を接続し、電極部46には電流検出用回路48を接続
する。そして、電極部45には例えば−３Ｖを印加し、電
極部46は−0.5 Ｖにしておく。これにより、カンチレバ
ー部17が変形した際、ピエゾ抵抗層41の抵抗値に変化が
生じ、電流値も変化する。この電流値の変化を電流検出
用回路48により検出することによって、ＡＦＭ信号を得
ることができる。
た集積型ＳＰＭセンサの使用態様及び動作について説明
する。この集積型ＳＰＭセンサの使用時には、電極部45
にはピエゾ抵抗層41に電圧を印加するための直流定電圧
電源47を接続し、電極部46には電流検出用回路48を接続
する。そして、電極部45には例えば−３Ｖを印加し、電
極部46は−0.5 Ｖにしておく。これにより、カンチレバ
ー部17が変形した際、ピエゾ抵抗層41の抵抗値に変化が
生じ、電流値も変化する。この電流値の変化を電流検出
用回路48により検出することによって、ＡＦＭ信号を得
ることができる。
【００３０】以上のように、この実施例による集積型Ｓ
ＰＭセンサにおいては、第１実施例の集積型ＳＰＭセン
サの効果に加え、ＡＦＭセンサとなるピエゾ抵抗層を組
み込んだため、ＡＦＭ測定が可能となり、ＡＦＭとＳＮ
ＯＭの同時測定も可能となる。
ＰＭセンサにおいては、第１実施例の集積型ＳＰＭセン
サの効果に加え、ＡＦＭセンサとなるピエゾ抵抗層を組
み込んだため、ＡＦＭ測定が可能となり、ＡＦＭとＳＮ
ＯＭの同時測定も可能となる。
【００３１】なお、本実施例では、ピエゾ抵抗層からな
るＡＦＭセンサをカンチレバー部に集積化したものを示
したが、ピエゾ抵抗層を設ける代わりに、カンチレバー
部の裏面に反射膜を設け、光によりカンチレバー部の反
りを測定する光学的手法により、ＡＦＭ測定を行うよう
に構成してもよい。
るＡＦＭセンサをカンチレバー部に集積化したものを示
したが、ピエゾ抵抗層を設ける代わりに、カンチレバー
部の裏面に反射膜を設け、光によりカンチレバー部の反
りを測定する光学的手法により、ＡＦＭ測定を行うよう
に構成してもよい。
【００３２】また、本実施例においてはカンチレバー部
のレバーを３本設けたものを示したが、ピエゾ抵抗層の
形成されているレバー構造体部が、光検出部( フォトダ
イオード）が形成されているレバー構造体部と電気的に
絶縁されるように構成されていれば、レバーの本数は何
本でもかまわない。
のレバーを３本設けたものを示したが、ピエゾ抵抗層の
形成されているレバー構造体部が、光検出部( フォトダ
イオード）が形成されているレバー構造体部と電気的に
絶縁されるように構成されていれば、レバーの本数は何
本でもかまわない。
【００３３】また、レバー構造体部とピエゾ抵抗層が逆
バイアスとなっている場合は、フォトダイオードが形成
されているレバー構造体部とピエゾ抵抗層が形成されて
いるレバー構造体部との間に形成したシリコン酸化膜
は、必ずしも必要ではない。
バイアスとなっている場合は、フォトダイオードが形成
されているレバー構造体部とピエゾ抵抗層が形成されて
いるレバー構造体部との間に形成したシリコン酸化膜
は、必ずしも必要ではない。
【００３４】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明に係る集積型ＳＰＭセンサは、探針部に集積化さ
れた半導体光センサを備えているので、探針部と半導体
光センサとの距離を極めて接近させることができ、その
間の光の損失を抑え高感度のＳＮＯＭ測定を行うことが
できる。また半導体光センサをフォトダイオードで構成
し、該フォトダイオードのＰＮ接合部における空乏層が
探針部先端にまで形成されるように構成することによ
り、更に感度を向上させることができる。更に、ピエゾ
抵抗素子や反射膜などのＡＦＭ測定機能を容易に組み込
むことができ、これによりＡＦＭ測定とＳＮＯＭ測定を
同時に行うことが可能となる。
本発明に係る集積型ＳＰＭセンサは、探針部に集積化さ
れた半導体光センサを備えているので、探針部と半導体
光センサとの距離を極めて接近させることができ、その
間の光の損失を抑え高感度のＳＮＯＭ測定を行うことが
できる。また半導体光センサをフォトダイオードで構成
し、該フォトダイオードのＰＮ接合部における空乏層が
探針部先端にまで形成されるように構成することによ
り、更に感度を向上させることができる。更に、ピエゾ
抵抗素子や反射膜などのＡＦＭ測定機能を容易に組み込
むことができ、これによりＡＦＭ測定とＳＮＯＭ測定を
同時に行うことが可能となる。
【００３５】また、本発明に係る集積型ＳＰＭセンサの
製造方法によれば、フォトダイオードを構成するＰ型
（Ｎ型）層を探針部先端には形成せず、空乏層を探針部
先端に適切に形成した集積型ＳＰＭセンサを容易に製造
することができる。
製造方法によれば、フォトダイオードを構成するＰ型
（Ｎ型）層を探針部先端には形成せず、空乏層を探針部
先端に適切に形成した集積型ＳＰＭセンサを容易に製造
することができる。
【図１】本発明に係る集積型ＳＰＭセンサの第１実施例
の製造方法を説明するための製造工程図である。
の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図２】図１に示した製造方法により製造された集積型
ＳＰＭセンサの構成並びに動作回路の接続態様を示す図
である。
ＳＰＭセンサの構成並びに動作回路の接続態様を示す図
である。
【図３】図１に示した製造方法におけるボロンのイオン
インプランテーションの態様を示す図である。
インプランテーションの態様を示す図である。
【図４】第１実施例の製造方法の変形例の製造工程を示
す図である。
す図である。
【図５】図４に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図６】第２実施例の製造方法の製造工程の要部を示す
図である。
図である。
【図７】図６に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図８】第３実施例の製造方法の製造工程の要部を示す
図である。
図である。
【図９】第４実施例の正面図及び動作回路の接続態様を
示す図である。
示す図である。
【図10】第４実施例の断面を示す図である。
１ シリコンウェハ
１ａ カンチレバー支持部
２ 酸化シリコン分離層
３ レバー構造体部
４ 酸化膜
５ 開口部
６ 探針部
７ 酸化膜
８ マスク
９ Ｐ層
10 Ｐ+ 層
11 Ｎ+ 層
12，13 コンタクトホール
14，15 電極部
16 表面保護膜
17 カンチレバー部
18 酸化膜
19 直流定電圧電源
20 電流検出用回路
21 探針形成用マスク
31 イオンインプランテーション用マスク
41 ピエゾ抵抗層
42 シリコン酸化膜
43，44 コンタクトホール
45，46 電極部
47 直流定電圧電源
48 電流検出用回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−134187（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−196458（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−89439（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−311839（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−29358（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 13/10 - 13/24
G12B 21/00 - 21/24
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】 自由端に探針部を有するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部と、前記
探針部に設けられた光検出機構とを備えた集積型ＳＰＭ
センサにおいて、前記光検出機構は、探針部に集積化さ
れた半導体光センサで構成されていることを特徴とする
集積型ＳＰＭセンサ。 - 【請求項２】 前記集積化された半導体光センサは、フ
ォトダイオードで構成され、該フォトダイオードのＰＮ
接合部における空乏層が探針部先端にまで形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の集積型ＳＰＭセン
サ。 - 【請求項３】 前記フォトダイオードは、探針部を構成
するＮ型（Ｐ型）基板と探針部の表面に形成されたＰ型
（Ｎ型）層とで構成され、該Ｐ型（Ｎ型）層は探針部の
裾部から先端に近づくにしたがって薄く形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の集積型ＳＰＭセンサ。 - 【請求項４】 前記Ｐ型（Ｎ型）層は探針部の先端部の
表面には形成されていないことを特徴とする請求項３記
載の集積型ＳＰＭセンサ。 - 【請求項５】 自由端に探針部を有するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部と、前記
探針部に集積して設けられたフォトダイオードとを有す
る集積型ＳＰＭセンサの製造方法において、カンチレバ
ー部表面と探針部表面に酸化膜を厚く形成し、前記カン
チレバー部表面に垂直な方向でイオンインプランテーシ
ョンを行って、探針部及びその近傍の表面にフォトダイ
オードを構成するＰ型（Ｎ型）層を形成する工程を含む
ことを特徴とする集積型ＳＰＭセンサの製造方法。 - 【請求項６】 自由端に探針部を有するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部と、前記
探針部に集積して設けられたフォトダイオードとを有す
る集積型ＳＰＭセンサの製造方法において、探針部の全
表面にフォトダイオード構成するＰ型（Ｎ型）層を形成
した後、探針部表面を酸化し探針部先端のＰ型（Ｎ型）
層を除去する工程を含むことを特徴とする集積型ＳＰＭ
センサの製造方法。 - 【請求項７】 自由端に探針部を有するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部と、前記
探針部に集積して設けられたフォトダイオードとを有す
る集積型ＳＰＭセンサの製造方法において、カンチレバ
ー部に探針形成用マスクを形成してエッチングにより探
針部を形成し、次いで探針形成用マスクをイオンインプ
ランテーション用マスクとして用い、カンチレバー部を
回転しながら、カンチレバー部の表面に対して斜め方向
において探針部に向けてイオンインプランテーションを
行い、先端部を除いて探針部表面にフォトダイオードを
構成するＰ型（Ｎ型）層を形成する工程を含むことを特
徴とする集積型ＳＰＭセンサの製造方法。 - 【請求項８】 自由端に探針部を有するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の基端を支持する支持部と、前記
探針部に集積して設けられたフォトダイオードとを有す
る集積型ＳＰＭセンサの製造方法において、カンチレバ
ー部に形成した探針部の先端にフォトダイオードを構成
するＰ型（Ｎ型）層を形成させないためのマスクを設
け、イオンインプランテーションにより探針部表面に先
端部を除いてＰ型（Ｎ型）層を形成する工程を含むこと
を特徴とする集積型ＳＰＭセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24486594A JP3452659B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 集積型ｓｐｍセンサ及びその製造方法 |
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| JP24486594A JP3452659B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 集積型ｓｐｍセンサ及びその製造方法 |
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| JPH0886789A JPH0886789A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3452659B2 true JP3452659B2 (ja) | 2003-09-29 |
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| JP24486594A Expired - Fee Related JP3452659B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 集積型ｓｐｍセンサ及びその製造方法 |
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| JP (1) | JP3452659B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08304423A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-22 | Olympus Optical Co Ltd | 集積型ｓｐｍセンサ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3522261B2 (ja) | 2002-04-18 | 2004-04-26 | 日本電気株式会社 | ナノチューブ、近接場光検出装置および近接場光検出方法 |
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1994
- 1994-09-14 JP JP24486594A patent/JP3452659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JPH08304423A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-22 | Olympus Optical Co Ltd | 集積型ｓｐｍセンサ |
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| Publication number | Publication date |
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