JP3700910B2

JP3700910B2 - 半導体歪センサ及びその製造方法ならびに走査プローブ顕微鏡

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Publication number: JP3700910B2
Application number: JP28091098A
Authority: JP
Inventors: 寛高橋; 信宏清水; 喜春白川部; 進市原; デスポントミッシェル
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2018-10-02
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体歪センサおよびその製造方法ならびに走査プローブ顕微鏡に係り、特に、半導体基板で構成したプローブの梁部に金属を接触させてショットキーバリアを形成し、プローブの撓み量を、ショットキーバリアの特性変化として検出できるようにした半導体歪センサおよびその製造方法ならびに走査プローブ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）では、探針がプローブの自由端に取り付けられ、試料表面の凹凸に応じて探針が上下動する際に生ずるプローブの撓み量は、光学インターフェロメトリや光学偏光技術によって検出されていた。しかしながら、これらの光学的な検出方法では構成が複雑化して調整も難しいという問題があった。一方、近年になって撓み量や加速度を検出するセンサとして、小型、軽量であり、撓み量を電気信号として直接出力し得る特徴を持った半導体歪センサが広く用いられるようになり、これがＳＰＭのプローブにも採用されるようになってきた。
【０００３】
このようなプローブ型半導体歪センサは、例えば図２０に示されているように、半導体基板の一部２を「コの字」形に選択蝕刻して形成された自由端１ａを有する片持ばりアーム部（梁部）１と、片持ばりアーム部１の固定端近傍（根元）に形成されたゲージ部３とにより構成され、ゲージ部３は、自由端１ａの撓み量に応じて当該部分に生じる応力歪を検出し、これを電気信号に変換して出力する。
【０００４】
従来の半導体歪センサでは、例えば特開平５−１９６４５８号公報に記載されているように、ゲージ部３がピエゾ抵抗体で構成されていた。ピエゾ抵抗体は応力が加わると電気抵抗が変化することから、撓み量の検出は、ピエゾ抵抗体の抵抗変化をホイートストンブリッジ等の抵抗ブリッジ回路で測定することによって行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プローブの撓み量をピエゾ抵抗体に加わる応力歪として検出しようとすると、ピエゾ抵抗体では歪量に対する抵抗変化率、換言すれば電圧あるいは電流変化率が小さく、かつ測定感度が低いので、その検出のためには複雑な抵抗ブリッジ回路が必要になるのみならず、抵抗ブリッジを構成する各抵抗体の調整を極めて正確に行わなければならないという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、プローブの撓み量を優れた応答速度で、かつ大きな信号変化として出力する半導体歪センサおよびその製造方法、ならびに当該半導体歪センサをプローブとして採用した走査プローブ顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明では、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
（１）本発明の半導体歪センサは、片持ち梁式に支持された半導体プローブと、半導体プローブの少なくとも梁部表面にショットキー接合された第１の金属電極と、前記半導体プローブの表面に形成された高濃度コンタクト領域と、高濃度コンタクト領域に接続された第２の金属電極とによって構成される。
【０００８】
（２）本発明の半導体歪センサの製造方法は、半導体基板を蝕刻して半導体プローブを形成する工程と、前記半導体プローブの表面に高濃度コンタクト領域を選択的に形成する工程と、前記半導体プローブの梁部表面に第１の金属電極を選択的にショットキー接合させる工程と、前記高濃度コンタクト領域に第２の金属電極を接触させる工程とから成る。
【０００９】
（３）本発明の半導体歪センサは、少なくともショットキー接合に定常的に応力歪が生じるように、前記半導体プローブの少なくとも一方の主表面に薄膜を更に設けた。
（４）本発明の走査プローブ顕微鏡は、梁部表面にショットキー接合領域が形成された半導体歪センサを走査プローブとして用いた。
【００１０】
上記した構成(1) によれば、プローブの自由端が撓むとショットキー接合に応力歪が発生し、当該ショットキー接合の電気的特性（ダイオード特性）が大きく変化するので、これを適宜の検出回路で検出すれば自由端の撓み量を測定できる。
上記した構成(２) によれば、梁部にショットキー接合が形成された片持ばり式の半導体歪センサを簡単に製造することができる。
【００１１】
上記した構成(３) によれば、ショットキー接合には、自由端の変位とは無関係に定常的に応力歪が発生しており、プローブの自由端が撓むとショットキー接合に更に大きな応力歪が発生するので、当該ショットキー接合の電気的特性（ダイオード特性）を大きく変化させることができる。さらに撓みの方向を探針と反対方向にすれば、試料面と探針の方向が90度に近くなるので、高精度な測定ができる。
【００１２】
上記した構成（４）によれば、プローブの歪み量をショットキー接合の電気的特性の変化としてとらえることができるので、試料の表面形状を高感度で観察できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の主要部分の半導体プローブの概略構造を示す斜視図である。プローブ10は、自由端であるアーム部10aと、アーム部先端にある探針10cと、アーム部を保持、固定する支持部10bと、センサ部９と、少なくともセンサ部９を含む領域に設けた薄膜８(絶縁膜４０)とからなっている。センサ部９はアーム部10aの撓みがつけ根の部分に集中するので、少なくともアーム部10aと支持部10bの境界を含む領域に設置することが好ましい。本発明ではセンサ部としてショットキー接合を用いる。
【００１４】
信号検出のための電極は、配線３３によりセンサ部と接続される。配線材料は、主にAl，W，Ti，Ta，Cr等の抵抗率の低い金属材料が使用可能である。この中でAlが最も一般的な材料である。
薄膜8はセンサ部9に歪み（ストレス）を予め与える機能をする。センサ部９に応力をかける必要のない場合には、薄膜８はなくてもよい。ストレスが圧縮応力の場合には、アーム10aが図1の下側に撓むため、試料観察時に探針10cの向きが試料に対して垂直に近くなり、高精度な観察ができるので好ましい。また層間絶縁膜３０にストレスを持たせて絶縁膜４０の代わりにすることも可能である。この場合にも、薄膜８をなくすこともできる。また配線３３にストレスのあるものを使うことでもセンサ部に応力を与えることができ、薄膜８の代用が可能である。つまり薄膜８はセンサ部９に応力を与え、センサ部９の電気特性にショート等の悪影響を及ぼさなければ、絶縁膜以外にもどのような材質でも可能である。
【００１５】
試料観察には、探針１０ｃを設けずにアーム部10aの先端部分でも形状観察は可能であるが、分解能は探針10cの先端径によるところが大きいため、高分解能を得るには、探針１０ｃを設けたほうがよい。高精度、高分解能を得るためには、探針１０ｃを観察試料の凹凸よりも高く、先端径を小さくすることが好ましい。アーム部10aの形状は、図1の矩形に近いものや、Ｕ字型等いろいろな形状があり、用途や特性に応じて設計可能である。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施例であり、図1のアーム部10bとセンサ部９を詳細に説明するための図である。図２(a)は平面図である。図２(b) は、図２(a) のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図２(c) は、図２(a) のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。なお、図２(a) では、探針１０ｃと後述する絶縁膜４０（薄膜８）の図示を省略している。
【００１７】
本発明のプローブ１０は、Ｕ字状の片持ばりアーム部１０ａおよび支持部１０ｂによって構成され、片持ばりアーム部１０ａの先端には、ＳＰＭ用の探針１０ｃ（図示せず）が設けられている。本実施例では、プローブ１０はＮ型基板３１によって構成され、その表面には、アーム部１０ａの内側端部に沿って電極３２がＵ字状の帯状にショットキー接合され、それ以外の部分には層間絶縁膜３０が形成されている。一方、支持部１０ｂでは、Ｎ型基板３１の表面にＮ⁺コンタクト領域２１が形成され、その表面には、電極２２がオーミック接触されている。電極２２は図1の配線３３と接続されており、バイアス電圧（電流）の供給と、信号の検出を行う。電極22の材料は配線３３と同材料で製作可能であり、同時に形成することもできる。
【００１８】
また、Ｎ型基板３１の表面には、ショットキー接合５０に対して定常的に応力を加えるための薄膜８として、例えばＳｉＯ₂膜あるいはＳｉ₃Ｎ₄膜等の絶縁膜４０が積層されている。絶縁膜４０は、定常的に生じる応力歪が１×１０⁹Pa程度となるように形成することが望ましい。ただしこの値は、接合部の構造や製作条件等によって変わるので一義的に決まるものではない。
【００１９】
なお、絶縁膜４０はＮ型基板３１の全表面に形成する必要はなく、基板３１と電極３２とのショットキー接合５０に応力歪を生じさせることができるのであれば、例えば片持ばりアーム部１０ａの表面のみ、あるいはアーム部１０ａと支持部１０ｂの境界部分のみに形成しても良い。
このような構成において、探針１０ｃが紙面に対して垂直方向に変位すると、プローブ１０の片持ばりアーム部１０ａは支持部１０ｂを支点として撓むため、アーム部１０ａの特に梁部表面に形成されたショットキー接合５０には応力歪が生じる。
【００２０】
図３は、ショットキー接合のダイオード特性が応力歪によって変化する一例を示した図であり、図３(a)は順バイアス時、図３(b) は逆バイアス時の特性を示している。順バイアス時には、ショットキー接合５０に応力歪が生じると、順バイアスに対する順方向電流が変化することが判る。また、逆バイアス時にも、応力歪が生じるとブレーク電圧が変化し、リーク電流も変化することが判る。
【００２１】
また、図４から図６は、それぞれショットキー接合の電流-電圧（I-V）特性、電流Ｉ−歪量特性、および電圧Ｖ−歪量特性を、ピエゾ抵抗体と比較して示した図である。図4は電流−電圧特性を示す。ショットキー接合はピエゾ抵抗に比べ、非線型な特性を示す。歪量に対する電流Ｉ，電圧Ｖの変化率は、それぞれ図5、図6に示したように、ショットキー接合の方がピエゾ素子よりもある値を超えると大きくなる。従って、本実施例のようにプローブ１０の梁部にショットキー接合５０を形成し、変化率の大きい領域でダイオード特性の変化を検出するようにすれば、歪量の検出感度が向上し、ホイートストンブリッジ等の精密なブリッジ回路を用いる事なく、プローブ１０の撓み量を正確に測定できるようになる。
【００２２】
また、プローブの撓み量に対するダイオード特性の変化率は、撓み量が大きい領域ほど大きく、撓み量が小さいと十分な検出感度が得られない．さらに、図５に示したように、応力歪が小さい領域では、応力歪に対して電流Ｉが２次関数的に変化するため、信号処理が複雑になる。
これに対し、本発明は絶縁膜４０（薄膜８）を付加することにより、ショットキー接合５０に定常的な応力歪が与えられる。従ってショットキー接合５０には、観察時の変位に応じて過渡的に生じる歪と、絶縁膜４０によって定常的に生じる応力歪とが重畳されることになる。そのため、絶縁膜４０が形成されていない場合に比べ、大きな歪が生じる。さらに、応力歪が大きい領域では、応力歪に対して電流Ｉがほぼ直線的に変化するので、実際の観察時の信号処理が容易になる。上記の変化はショットキー接合の構造、製作条件により変わる。従って特性の変化量は一通りではなく、条件によっては、ピエゾ抵抗に近い特性を示すこともある。
【００２３】
図７は、前記図２に関して説明した構造のプローブ型半導体歪センサの製造方法を示した図であり、特に図２のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示している。
はじめに、Ｎ型半導体基板３１を図２のプローブ形状に蝕刻し、その一方の全表面にレジスト８１を塗布する。次いで、公知のフォトレジスト技術を利用して、前記図１のＮ⁺コンタクト領域２１に相当する部分のレジストのみを選択的に除去する［図７(a) ］。次いで、Ｎ型不純物（例えば、リン）をイオン打ち込みし、基板３１の表面にＮ⁺コンタクト領域２１を形成する［図７(b) ］。
【００２４】
次いで、基板表面に絶縁膜３０としてのＳｉＯ₂膜を形成し、前記Ｎ⁺コンタクト領域２１に相当する部分および図２のショットキー接合５０に相当する部分を開口してＮ⁺コンタクト領域２１およびショットキー接合領域を露出させる［図７(c)］。
次いで、Ｎ⁺コンタクト領域２１に対しては、電極２２をオーミック接触させ、ショットキー接合領域に対しては、電極３２をＮ型半導体基板３１の端部に沿って帯状にショットキー接合させてショットキー接合５０を形成する［図７(d)］。
【００２５】
次いで、ショットキー接合５０に定常的に応力歪を生じさせるための絶縁膜４０ａを表面に形成する［図７(e) ］。なお、本実施例では基板表面に絶縁膜４０（４０ａ）を形成しているが、絶縁膜４０（４０ｂ）は基板裏面に形成しても良いし［図７(f) ］、基板両面に形成しても良い。
図８(a) は、本発明の第２実施例である半導体プローブの平面図、図８(b) は、図８(a) のＣ−C’線に沿った断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例は、ショットキー接合５０を実質的にアーム部１０aの表面全体に形成するようにした点に特徴がある。
【００２６】
すなわち、上記した第１実施例では、ショットキー接合５０をアーム部１０aの表面の一部分のみに形成したため、ショットキー接合の面積が比較的小さい。このため、リーク電流は少なくできる反面、高い感度は得にくい。第２実施例では、ショットキー接合５０がアーム部１０aの全面に形成されているため、リーク電流は前記第１実施例に比べて若干多くなるが高い感度が得られるという利点がある。
【００２７】
次いで、図９〜図１３を参照して本発明の他の実施例について説明する。なお、各図では図示していないが、いずれの実施例でも基板の表面および裏面の少なくとも一方には、ショットキー接合５０に定常的に応力歪を生じさせるための前記絶縁膜４０（薄膜８）を形成しても良い。図９は、本発明の第３実施例の平面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例は、ショットキー接合がアーム部10aの端面に露出しないように、電極３２すなわちショットキー接合５０を、アーム部１０aの端部に沿った中央部に帯状に形成するようにした点に特徴がある。一般に、リーク電流はショットキー接合の端面近傍で生じるが、本実施例によれば、ショットキー接合５０がプローブ１０の端面に露出しないので、製造工程は多少繁雑化するがリーク電流を抑えながら高い感度が得られる。
【００２８】
図１０は、本発明の第４実施例の平面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例は、プローブ１０に掛かる変位による歪み量は、アーム部１０ａと支持部１０ｂとの境界部分、すなわちプローブ１０の梁部に集中し、それ以外の部分では小さいことに着目してなされたものである。本実施例は、図示したように、電極３２（ショットキー接合５０）を、前記梁部のみに端部に沿って帯状に形成するようにした点に特徴がある。本実施例によれば、歪量の検出に寄与しない部分にはショットキー接合が形成されないので、リーク電流を抑えながら高い感度が得られるようになる。
【００２９】
図１１は、本発明の第５実施例の平面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例は前記第４実施例と同様に、プローブ１０の梁部のみに電極３２（ショットキー接合５０）を形成すると共に、リーク電流を低減するために、電極３２（ショットキー接合５０）をプローブ１０の端部に沿った中央部に帯状に設けた点に特徴がある。
【００３０】
図１２、図１３は、本発明の第６，７実施例の平面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。各実施例は、それぞれ前記第４，５実施例の電極３２（ショットキー接合５０）を、前記梁部の一方のみに形成するようにした点に特徴がある。これらの実施例によれば、検出感度が若干低下するもののリーク電流を大幅に低減できる。
【００３１】
なお、上記した各実施例では、Ｎ型基板３１に金属電極を接触させてショットキー接合を得るものとして説明したが、これとは逆に、Ｐ型基板に金属電極を接触させることでショットキー接合を得るようにしても良い。
ところで、上記した図９、図１１、図１３に関して説明した各実施例のように、ショットキー接合５０をプローブ１０の端面に露出しないように形成する構成では、図１４に示したように、ショットキー接合５０に逆バイアスが印加されて空間電荷層４９等が広がりによるリーク電流が増大する。また通常の使用時にも、アーム部10aの端部でのリーク電流が発生する。このため、測定感度が低下してしまうという新たな問題が生じ得る。そこで、次に説明する本発明の各実施例では、このようなリーク電流の増加を抑えている。
【００３２】
図１５(a)は、本発明の第８実施例の平面図である。、図１５(b),(c)は図１５(a)のE-E’線に沿った断面図である。特にアーム部10aの変位に応じて撓む梁部近傍を拡大して示している。本実施例では、図１５(a) に示すように、電極３２をプローブ１０の梁部の中央に帯状に設けてショットキー接合５０がプローブ１０の両端面に露出しないようにすると共に、アーム部10aの端部とショットキー接合５０との間で露出したＮ型基板３１の表面に、空間電荷層等の拡大防止を兼ねてＮ⁺コンタクト領域２１ａを設けた点に特徴がある。
【００３３】
このような構成によれば、ショットキー接合５０の周辺で発生する空間電荷領域４９等の横方向への広がりは、Ｎ⁺コンタクト領域２１ａによって阻止される。したがって、リーク電流が抑えられ、測定感度の低下を防げる。
なお、図１５(c) に示したように、Ｐ型基板４８の主表面にＮ型半導体領域４７を島状に形成し、当該Ｎ型半導体領域４７に上記した構成を形成すれば、ＰＮ接合による分離によってリーク電流をさらに低減することができる。
【００３４】
図１６(a)は本発明の第９実施例の平面図である。図１６(ｂ),(c)は図１６(a)のF-F’線に沿った断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例では、図１６(a) に示したように、電極３２をプローブ１０の梁部の中央に帯状に設けてショットキー接合５０がプローブ１０の両端面に露出しないようにすると共に、ショットキー接合５０を囲むようにＮ⁺コンタクト領域２１ｂを設けた点に特徴がある。
【００３５】
本実施例でも、空間電荷層４９等の横方向への広がりはＮ⁺コンタクト領域２１ｂによって阻止され、アーム部10aの端部にまで到達することがないので、リーク電流の増加が抑えられて測定感度を高く保つことができる。さらに、図１６(c) に示したように、本実施例でもＮ型半導体領域４７に上記した構成を形成すれば、ＰＮ接合による分離によってリーク電流をさらに低減することが可能になる。
【００３６】
図１７(a)は本発明の第１０実施例の平面図である。図１７(ｂ),(c)は図17(a)のG-G’線に沿った断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施例では、電極３２をプローブ１０の中央部に設けてショットキー接合５０がプローブ１０の両端面に露出しないようにすると共に、ショットキー接合５０を三方から囲むようにＮ⁺コンタクト領域２１ｃを設けた点に特徴がある。
【００３７】
本実施例でも、Ｎ⁺コンタクト領域２１ｃにより、ショットキー接合５０周辺に発生するリーク電流が阻止され、プローブ１０の端部にまで達成することがないので、リーク電流の増加が抑えられて測定感度を高く保つことができる。さらに、同図(c) に示したように、本実施例でもＮ型半導体領域４７に上記した構成を形成すれば、ＰＮ接合分離によってリーク電流をさらに低減することができる。
【００３８】
図１８は本発明の第９実施例（図１６）のセンサを矩形のアーム部に実際に作成した例である。図１８(a)は平面図、図１８(ｂ)は図１８(a)のＨ−Ｈ’線に沿った断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。第８-10実施例では、中央部にショットキー接合５０を設け、周辺部Ｎ⁺コンタクト領域２１を設けるので、センサ部９の幅が広くなる。従って、アーム部10aの幅を小さくしたい場合は、矩形の方がU字型のアームよりも容易に設計できる。
【００３９】
なお、上記した各実施例では、応力歪を定常的に生じさせるための薄膜が絶縁膜４０であるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、応力歪とは無関係に基板表面に予め絶縁膜を形成し、その表面に形成するのであれば、応力歪を定常的に生じさせるための薄膜は、導電膜や半導体膜であっても良い。
【００４０】
図１９は、本発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の構成を示したブロック図である。３次元試料ステージ５５上には試料５２が載置され、試料５２の上方には、上記した構成のプローブ１０の探針３１ｂが対向配置されている。プローブ１０に形成されたショットキー接合のダイオード特性は測定部７１で測定され、撓み量信号Ｓ１として差動アンプ７５の非反転入力端子（＋）に入力される。
【００４１】
差動アンプ７５の反転入力端子（−）には、例えば撓み量が０の時に差動増幅器７５の出力が０になるように、プローブ１０の撓み量に関する基準値が基準値発生部７９から入力されている。差動アンプ７５から出力される誤差信号Ｓ２は制御部７６に入力される。制御部７６は、誤差信号Ｓ２が０に近付くようにアクチュエータ駆動増幅器７０を制御する。また、制御部７６の出力信号が輝度信号としてＣＲＴへ供給される。走査信号発生部７８は、試料５２をＸＹ方向へ微動させるための微動信号をアクチュエータ駆動増幅器７０へ供給し、ＣＲＴへはラスタ走査信号を供給する。
【００４２】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(１)歪量に応じて電気的特性が敏感に変化するショットキー接合をプローブに設け、プローブの撓み量をショットキー接合の電気的特性の変化として検出できるようにしたので、プローブの撓み量に対する感度が向上するのみならず、後段に接続される検知回路の構成を簡単化できるようになる。
【００４３】
(２)ショットキー接合に発生する空間電荷層等がプローブ端部まで達しないように、ショットキー接合とプローブ端部との間に高濃度コンタクト領域を設けたので、リーク電流の増加が抑えられて測定感度を高く保つことができる。
(３)プローブが撓むと応力歪が生じるショットキー接合領域に定常的に応力歪が生じるように、プローブの主表面に薄膜を形成したので、プローブの撓み量に対する感度を向上させることができる。
【００４４】
(４)本発明の半導体歪センサを走査型プローブ顕微鏡のプローブとして用いれば、プローブの歪み量として検出される試料の表面形状をショットキー接合の電気的特性の変化としてとらえることができるので、試料の表面形状を高感度で観察できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略図を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す。(a)は平面図であり、(b)は(a)のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、(c)は(a)のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】ショットキー接合のダイオード特性を示した図である。(a)は順方向の電流-電圧特性、（ｂ）は逆方向の電流-電圧特性である。
【図４】ショットキー接合とピエゾ抵抗体との電流-電圧（Ｉ−Ｖ特性）を示す図である。
【図５】ショットキー接合の電流−歪量特性をピエゾ抵抗体と比較した図である。
【図６】ショットキー接合の電圧−歪量特性をピエゾ抵抗体と比較した図である。
【図７】図２のプローブの製造方法を示した断面図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す図面である。（a）は平面図で、（ｂ）は(a)のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第３実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４実施例の平面図である。
【図１１】本発明の第５実施例の平面図である。
【図１２】本発明の第６実施例の平面図である。
【図１３】本発明の第７実施例の平面図である。
【図１４】ショットキー接合分に生じる空間電荷層等の様子を、図9のＤ−Ｄ’線に沿って示した断面図である。
【図１５】本発明の第８実施例の図である。(a)は平面図であり、（ｂ）は(a)のＥ-Ｅ’線に沿った断面図である。
【図１６】本発明の第９実施例の図である。(a)は平面図であり、（ｂ）は(a)のＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。
【図１７】本発明の第１０実施例の図である。(a)は平面図であり、（ｂ）は(a)のＧ−Ｇ’線に沿った断面図である。
【図１８】本発明の第１１実施例の図である。(a)は平面図であり、（ｂ）は(a)のＨ−Ｈ’線に沿った断面図である。
【図１９】本発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の主要部のブロック図である。
【図２０】従来のプローブ型半導体歪センサの概略図を示す斜視図である。
【符号の説明】
８ …薄膜
１０ …プローブ
１０ａ …アーム部
１０ｂ …支持部
２２ …電極
３０ …層間絶縁膜
３１ …Ｎ型基板
３２ …電極
２１ …Ｎ⁺コンタクト領域
４０ …絶縁膜
５０ …ショットキー接合

Claims

片持ち梁式に支持された半導体プローブと、
前記半導体プローブの少なくとも梁部表面にショットキー接合された第１の金属電極と、
前記半導体プローブの表面に形成された高濃度コンタクト領域と、
前記高濃度コンタクト領域に接続された第２の金属電極とを具備し、
前記第１の金属電極は、前記ショットキー接合が前記半導体プローブの端部に沿って帯状に得られるように形成されたことを特徴とする半導体歪センサ。
片持ち梁式に支持された半導体プローブと、
前記半導体プローブの少なくとも梁部表面にショットキー接合された第１の金属電極と、
前記半導体プローブの表面に形成された高濃度コンタクト領域と、
前記高濃度コンタクト領域に接続された第２の金属電極とを具備し、
前記第１の金属電極は、前記ショットキー接合が前記半導体プローブの略全面で得られるように形成されたことを特徴とする半導体歪センサ。
前記第２の金属電極は、前記高濃度コンタクト領域に対してオーミック接合されることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体歪センサ。
前記第１の金属電極は、前記ショットキー接合が前記半導体プローブの端部から離間された領域で得られるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の半導体歪センサ。
前記高濃度コンタクト領域は、前記ショットキー接合と基板端部との間に形成されたことを特徴とする請求項４記載の半導体歪センサ。
前記高濃度コンタクト領域は、前記ショットキー接合を基板表面で囲むように形成されたことを特徴とする請求項４記載の半導体歪センサ。
前記半導体プローブは、半導体基板の主表面に前記半導体基板と異なる導電型の半導体領域を島状に形成して構成され、前記第１の金属電極は、前記半導体領域の主表面にショットキー接合されることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の半導体歪センサ。
半導体基板をプローブ形状に蝕刻して半導体プローブを形成する工程と、
前記半導体プローブの表面に高濃度コンタクト領域を選択的に形成する工程と、
前記半導体プローブの梁部表面に第１の金属電極を前記半導体プローブの端部に沿って帯状にショットキー接合させる工程と、
前記高濃度コンタクト領域に第２の金属電極を接触させる工程とからなることを特徴とする半導体歪センサの製造方法。
少なくとも前記ショットキー接合に定常的に応力歪が生じるように、前記半導体プローブの少なくとも一方の主表面に薄膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体歪センサの製造方法。