JPH04211144A - カンチレバーにされた微細先端を製造する方法 - Google Patents
カンチレバーにされた微細先端を製造する方法Info
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- JPH04211144A JPH04211144A JP3005115A JP511591A JPH04211144A JP H04211144 A JPH04211144 A JP H04211144A JP 3005115 A JP3005115 A JP 3005115A JP 511591 A JP511591 A JP 511591A JP H04211144 A JPH04211144 A JP H04211144A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は微細構造の製作に関し、より
特定的には走査プローブ顕微鏡検査法において有用なカ
ンチレバーにされた微細先端の製作に関するものである
。 ［０００２］
特定的には走査プローブ顕微鏡検査法において有用なカ
ンチレバーにされた微細先端の製作に関するものである
。 ［０００２］
【発明の背景】走査プローブまたは原子の力の顕微鏡検
査法は原子の寸法の材料からなる非常に小さいカンチレ
バーにされた先端の製作と使用を必要とする。カンチレ
バーベースからの突出には非常に鋭い先端が設けられか
つこの突出は非常に高い共振振動数を有するばねとして
機能する。鋭い先端はファンデルワールス力の使用によ
って、電気のまたは磁気の力によってまたは短い範囲の
原子排除力によって原子の輪郭をなぞるのに使用される
。数種類の走査プローブ顕微鏡検査法が１９８９年１０
月サイエンティフィック・アメリカン（Ｓｃｉｅｎｔｉ
ｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ）の９８頁ないし１０５頁
「走査プローブ顕微鏡検査法Ｊ （ｓｃａｎｎｅｄ
Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ）でビクラマ
シング（Ｗｉ ｃｋｒａｍａｓ ｉｎｇｈｅ）によって
および１９８５年８月サイエンティフィック・アメリカ
ンの５０頁ないし５６頁「走査トンネリング顕微鏡検査
法Ｊ （Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍ
ｉｃｒｏｓｃ。 ｐｅ）でピニング（Ｂｉｎｎｉｇ）およびローラ（Ｒ。 ｈｒｅｒ）によって論じられている。 ［０００３］ノズル、膜、カンチレバーはり、ヒートシ
ンク、加速度計および圧力センサの様な小さな機械装置
の微細製作は、サイエンティフィック・アメリカン（４
月１９８３年）４４頁ないし５５頁「シリコン微細機械
構造Ｊ （Ｓｉ ｌ １ｃｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ）でエインジエル（
Ａｎｇｅｌｌ）等によって論じられている。著者は二酸
化シリコンからなるカンチレバーはりは、 （１）シリ
コン内にかなりホウ素をドープされたエッチステップ層
を形成すること、 （２）ドープされた層の上部にエピ
タキシャルシリコン層を形成すること、 （３）エピタ
キシャルシリコン層上に酸化物層を成長させること、
（４）酸化物層内にアパーチャを設けること、 （５）
異方性エッチャントをアパーチャの中へ導入しかつエツ
チングの進行を許容すること、によって形成され得ると
開示する。もし酸化物のタブがアパーチャの領域へ突出
したなら、エッチャントがタブをアンダーカットし、カ
ンチレバーにされたはりを形成する。このように製作さ
れたカンチレバーベースおよびはりは必ず双方とも酸化
シリコン材料からなり、かつはりを形作るのは困難なよ
うである。この方法で製作されたカンチレバーにされた
はりに対しての寸法は示されていない。 ［０００４］テーパが所望される膜材料の領域に向けら
れたイオンビームを使用する、テーパにされたＳｉＯ２
膜の製造は、マクレイ（ＭａｃＲａｅ）等によって米国
特許第３．７６９．１０９号において開示されている。 イオンビームに露出される（浅い）領域における縦と横
のエツチング速度は露出されない領域のエツチング速度
よりかなり大きい。露出される領域を通って露出されな
い領域の中へのエツチングは、エツチング速度の違いゆ
えにテーパを生じる。この技術はテーパのついた孔およ
び他のアパーチャを製造することにおいて主に有用なよ
うである。 ［０００５］荷電粒子ビームは微細規模構造の製作のた
めに使われていた。米国特許番号筒４．６９８．１２９
号においてピュレイズ（Ｐｕｒｅｔｚ）等は、材料の本
体の選択された表面に、そこから材料を取除きかつその
材料から所望の光学表面を形作るために、向けられたイ
オンビームの使用を開示している。ターゲットまたは本
体は、ＧａＡｓまたは半導体レーザのために使用される
他の材料のような半導体材料であってもよい。開示され
ているように、この試みは主として材料の本体にアパー
チャを作るのに有用なようである。 ［０００６］ トレンチおよびミクロン以下の特徴を有
する同様の構造の製作のための方法が、米国特許第４．
８０１．３５０号においてマトックス（Ｍａｔｔｏｘ）
等によって開示されている。有機材料からなる形作る層
が形づけられるべき表面上におかれ、かつ形作る層は、
所望されるよりも広い幅を有するトレンチを設けるため
に、光学リソグラフィ技術を使用し部分的に垂直に貫通
してエッチされる。適当な厚みの酸化物層は、それから
、所望のトレンチ幅を生じるために垂直な側壁に生成さ
れる。その後、異方性エッチャントがトレンチの中に導
入され、かつ構造を完成するように垂直にエッチするこ
とが可能になる。これは、側壁の異なった部分が酸化物
またはシリコンの様な半導体材料に沿って並べられてい
る他のアパーチャまたはトレンチを製造する。 ［０００７］チヤン（Ｃｈｅｎ）等は米国特許番号筒４
．８０８．２８５号において、まず最初に有機材料のポ
リジアセチレンをターゲット材料の屈折率の変化を引起
こすために電子ビームに露出することにより、顕微鏡的
な規模の光導波路、Ｙカプラおよび関連した光学の構造
を作るための方法を開示している。その後、照射された
材料は光ファイバが機能するように機能し、周囲の大部
分の材料と異なった屈折率を有する、材料の照射された
通路に沿って光を導く。この方法の結果として、これら
の通路の光学的特性は修正されるが、しかし通路は周囲
の大部分の材料に埋没されたままである。 ［０００８］走査プローブ顕微鏡検査法において使用さ
れる微細先端は、微細先端によって走査される材料から
２ないし２００尭程小さな距離の間隔を隔てているだろ
うから、そのため先端自身の寸法が間隔の距離よりもよ
りよく正確に知られなくてはいけない。好ましくは、微
細先端の横の寸法は１ミクロンという微小量であるべき
であり、微細先端自身にはそれが突き出ているより大き
く重いベースが設けられるべきであり、かつ先端は導電
のまたは電気的に絶縁の材料のどちらかからでも製作可
能であるべきである。 ［０００９］
査法は原子の寸法の材料からなる非常に小さいカンチレ
バーにされた先端の製作と使用を必要とする。カンチレ
バーベースからの突出には非常に鋭い先端が設けられか
つこの突出は非常に高い共振振動数を有するばねとして
機能する。鋭い先端はファンデルワールス力の使用によ
って、電気のまたは磁気の力によってまたは短い範囲の
原子排除力によって原子の輪郭をなぞるのに使用される
。数種類の走査プローブ顕微鏡検査法が１９８９年１０
月サイエンティフィック・アメリカン（Ｓｃｉｅｎｔｉ
ｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ）の９８頁ないし１０５頁
「走査プローブ顕微鏡検査法Ｊ （ｓｃａｎｎｅｄ
Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ）でビクラマ
シング（Ｗｉ ｃｋｒａｍａｓ ｉｎｇｈｅ）によって
および１９８５年８月サイエンティフィック・アメリカ
ンの５０頁ないし５６頁「走査トンネリング顕微鏡検査
法Ｊ （Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍ
ｉｃｒｏｓｃ。 ｐｅ）でピニング（Ｂｉｎｎｉｇ）およびローラ（Ｒ。 ｈｒｅｒ）によって論じられている。 ［０００３］ノズル、膜、カンチレバーはり、ヒートシ
ンク、加速度計および圧力センサの様な小さな機械装置
の微細製作は、サイエンティフィック・アメリカン（４
月１９８３年）４４頁ないし５５頁「シリコン微細機械
構造Ｊ （Ｓｉ ｌ １ｃｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ）でエインジエル（
Ａｎｇｅｌｌ）等によって論じられている。著者は二酸
化シリコンからなるカンチレバーはりは、 （１）シリ
コン内にかなりホウ素をドープされたエッチステップ層
を形成すること、 （２）ドープされた層の上部にエピ
タキシャルシリコン層を形成すること、 （３）エピタ
キシャルシリコン層上に酸化物層を成長させること、
（４）酸化物層内にアパーチャを設けること、 （５）
異方性エッチャントをアパーチャの中へ導入しかつエツ
チングの進行を許容すること、によって形成され得ると
開示する。もし酸化物のタブがアパーチャの領域へ突出
したなら、エッチャントがタブをアンダーカットし、カ
ンチレバーにされたはりを形成する。このように製作さ
れたカンチレバーベースおよびはりは必ず双方とも酸化
シリコン材料からなり、かつはりを形作るのは困難なよ
うである。この方法で製作されたカンチレバーにされた
はりに対しての寸法は示されていない。 ［０００４］テーパが所望される膜材料の領域に向けら
れたイオンビームを使用する、テーパにされたＳｉＯ２
膜の製造は、マクレイ（ＭａｃＲａｅ）等によって米国
特許第３．７６９．１０９号において開示されている。 イオンビームに露出される（浅い）領域における縦と横
のエツチング速度は露出されない領域のエツチング速度
よりかなり大きい。露出される領域を通って露出されな
い領域の中へのエツチングは、エツチング速度の違いゆ
えにテーパを生じる。この技術はテーパのついた孔およ
び他のアパーチャを製造することにおいて主に有用なよ
うである。 ［０００５］荷電粒子ビームは微細規模構造の製作のた
めに使われていた。米国特許番号筒４．６９８．１２９
号においてピュレイズ（Ｐｕｒｅｔｚ）等は、材料の本
体の選択された表面に、そこから材料を取除きかつその
材料から所望の光学表面を形作るために、向けられたイ
オンビームの使用を開示している。ターゲットまたは本
体は、ＧａＡｓまたは半導体レーザのために使用される
他の材料のような半導体材料であってもよい。開示され
ているように、この試みは主として材料の本体にアパー
チャを作るのに有用なようである。 ［０００６］ トレンチおよびミクロン以下の特徴を有
する同様の構造の製作のための方法が、米国特許第４．
８０１．３５０号においてマトックス（Ｍａｔｔｏｘ）
等によって開示されている。有機材料からなる形作る層
が形づけられるべき表面上におかれ、かつ形作る層は、
所望されるよりも広い幅を有するトレンチを設けるため
に、光学リソグラフィ技術を使用し部分的に垂直に貫通
してエッチされる。適当な厚みの酸化物層は、それから
、所望のトレンチ幅を生じるために垂直な側壁に生成さ
れる。その後、異方性エッチャントがトレンチの中に導
入され、かつ構造を完成するように垂直にエッチするこ
とが可能になる。これは、側壁の異なった部分が酸化物
またはシリコンの様な半導体材料に沿って並べられてい
る他のアパーチャまたはトレンチを製造する。 ［０００７］チヤン（Ｃｈｅｎ）等は米国特許番号筒４
．８０８．２８５号において、まず最初に有機材料のポ
リジアセチレンをターゲット材料の屈折率の変化を引起
こすために電子ビームに露出することにより、顕微鏡的
な規模の光導波路、Ｙカプラおよび関連した光学の構造
を作るための方法を開示している。その後、照射された
材料は光ファイバが機能するように機能し、周囲の大部
分の材料と異なった屈折率を有する、材料の照射された
通路に沿って光を導く。この方法の結果として、これら
の通路の光学的特性は修正されるが、しかし通路は周囲
の大部分の材料に埋没されたままである。 ［０００８］走査プローブ顕微鏡検査法において使用さ
れる微細先端は、微細先端によって走査される材料から
２ないし２００尭程小さな距離の間隔を隔てているだろ
うから、そのため先端自身の寸法が間隔の距離よりもよ
りよく正確に知られなくてはいけない。好ましくは、微
細先端の横の寸法は１ミクロンという微小量であるべき
であり、微細先端自身にはそれが突き出ているより大き
く重いベースが設けられるべきであり、かつ先端は導電
のまたは電気的に絶縁の材料のどちらかからでも製作可
能であるべきである。 ［０００９］
【発明の概要】半導体材料から構成されるカンチレバー
にされた微細先端を提供するこの発明によってこれらの
必要性は満たされる。半導体材料はドープされていなく
てもまたは中性化されていてもよく、かつこのようにし
て絶縁体として機能してもよいし、または任意に所定さ
れた伝導性を有する電導の微細先端材料を提供するため
に半導体材料はドープされてもよい。カンチレバーにさ
れた微細先端は１つの導電型（たとえばｎ形）の半導体
材料の薄い膜を、第２の反対の導電型（たとえばｐ形）
の半導体材料のより厚い層に接触して設けることにより
製作される。第１の伝導型の元素から引き出された高エ
ネルギイオンの細いビームは第１の層をとおって第２の
層の中へ向けられ、そのため第２の材料の高アスペクト
比（縦の直径を横の直径で割った比）の長く、細いイオ
ンプロファイルは第１の伝導型の半導体材料に変換させ
られる。第１の伝導型のイオンプロファイルを除いて、
材料の第２の層はエッチ除去され、第１の層をカンチレ
バーベースとして残し、このベースからイオンプロファ
イルの材料が突出する状態で残り、微細先端を形成する
。微細先端は、さらに微細先端を所望の形状に形作るた
めに、さらにイオンを用いて衝撃を与えられるかまたは
さらにエッチされるかしてもよい。半導体材料の第１の
層は選択されたエッチャントに抵抗する材料によって置
き換えられてもよい。 ［００１０１第２の実施例においては、第１伝導型の比
較的薄い層は第２の伝導型材料の中に埋め込まれた層と
して位置決めされ、かつ第２の伝導型材料の露出された
表面から第１の伝導型材料の埋め込まれた層まで第１の
伝導型のイオンプロファイルが延在するようにイオン注
入ビームエネルギが調整される。第２の伝導型材料は第
１の伝導型のイオンプロファイル材料を除き、カンチレ
バーベースから再び突出する微細先端を残して、エッチ
除去される。第１の伝導型の薄い層は選択されたエッチ
ャントによるエツチングに抵抗する層によって置き換え
られてもよい。
にされた微細先端を提供するこの発明によってこれらの
必要性は満たされる。半導体材料はドープされていなく
てもまたは中性化されていてもよく、かつこのようにし
て絶縁体として機能してもよいし、または任意に所定さ
れた伝導性を有する電導の微細先端材料を提供するため
に半導体材料はドープされてもよい。カンチレバーにさ
れた微細先端は１つの導電型（たとえばｎ形）の半導体
材料の薄い膜を、第２の反対の導電型（たとえばｐ形）
の半導体材料のより厚い層に接触して設けることにより
製作される。第１の伝導型の元素から引き出された高エ
ネルギイオンの細いビームは第１の層をとおって第２の
層の中へ向けられ、そのため第２の材料の高アスペクト
比（縦の直径を横の直径で割った比）の長く、細いイオ
ンプロファイルは第１の伝導型の半導体材料に変換させ
られる。第１の伝導型のイオンプロファイルを除いて、
材料の第２の層はエッチ除去され、第１の層をカンチレ
バーベースとして残し、このベースからイオンプロファ
イルの材料が突出する状態で残り、微細先端を形成する
。微細先端は、さらに微細先端を所望の形状に形作るた
めに、さらにイオンを用いて衝撃を与えられるかまたは
さらにエッチされるかしてもよい。半導体材料の第１の
層は選択されたエッチャントに抵抗する材料によって置
き換えられてもよい。 ［００１０１第２の実施例においては、第１伝導型の比
較的薄い層は第２の伝導型材料の中に埋め込まれた層と
して位置決めされ、かつ第２の伝導型材料の露出された
表面から第１の伝導型材料の埋め込まれた層まで第１の
伝導型のイオンプロファイルが延在するようにイオン注
入ビームエネルギが調整される。第２の伝導型材料は第
１の伝導型のイオンプロファイル材料を除き、カンチレ
バーベースから再び突出する微細先端を残して、エッチ
除去される。第１の伝導型の薄い層は選択されたエッチ
ャントによるエツチングに抵抗する層によって置き換え
られてもよい。
【００１１】
【発明を実施するための最良の方法】図１を参照すると
、システム１１は半導体材料のシート１３を含み、それ
は第１電導型（たとえばｎ形）の上方シート１５および
第１の電導型と反対の第２の電導型（たとえばｐ形）の
第２の下にある層１７を含む。システム１１はまた、第
１伝導型の最初の層１５の小さい部分を露出するために
、一般的には０．２５μｍより小さい制御可能な小さな
直径のアパーチャ２１を有するマスクされた材料からな
る、上に横たわる層１９を含む。好ましくは第１伝導型
の第１の層１５は０．０１ないし０．３μｍの範囲の厚
みを有すべきである。マスク材料は金属、絶縁体または
半導体材料であってもよい。第１伝導型の元素から引き
出された、近似的に単一エネルギイオンのビーム２２は
、アパーチャ２１をとおって向けられ、そのため第２の
層１７内に第１伝導型材料のイオンプロファイル２３を
形成するために、イオンは第１の伝導型の第１の層１５
および第２の伝導型の第２の層の全てではないがほとん
どを貫通する。 ［００１２］５０ないし５００ＫｅＶのイオン運動エネ
ルギは、より高いエネルギが必要とされるかもしれない
場合の、微細先端が非常に高いアスペクト比を有するべ
きでない限り、この目的に対して満足ゆくべきである。 イオン注入の方法は、ジョン・ワイリー・アンド・サン
ズ（Ｊｈｏｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ ５ｏｎｓ） １９
８３年ｒＶＬｓＩ製作原理Ｊ （ＶＬＳＩ Ｆａｂ
ｒｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ）の２９９
頁ないし３７０頁にＳ−に−ガンデイ−（Ｇｈａｎｄｈ
ｉ）によりおよびマクグロウーヒル・ブック・カンパニ
ー（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ）１９８３年ｒＶＬｓＩ技術Ｊ （ＶＬＳＩ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇいの２１９頁ないし２６５頁にＳ
−Ｍ−Ｚ・ （編集者）によって論じられている。これ
らの参考文献はここに引用により援用される。イオン注
入のために使用されるイオンは、半導体材料内にホール
の過剰を生じる、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、
アルミニウム、ガリウムおよびインジウムのようなｐ形
元素の群から引き出されてもよい。その代わりに、注入
イオンは、半導体材料内に電子の余剰を生じる、窒素、
酸素、リン、硫黄、砒素、セレンおよびアセチモンのよ
うなｎ形元素の群から引き出されてもよい。 ［００１３］第２の（反対の）伝導型からなる主になる
材料における、第１の伝導型の元素から引き出されたド
ーピングを使用したイオンプロファイルの境界は、第１
の伝導型のイオンの平均密度が第２の伝導型のドーパン
ト粒子の濃度に等しくなる主になる材料中の表面によっ
て規定される。この表面によって囲まれた主になる材料
の部分内で、第１の伝導型のイオンの平均密度は第２の
伝導型のドーパント濃度を越え、そのためこの内部の領
域は第１の伝導型に変換される。もし、注入されたイオ
ンの空間的な分布が主になる材料内で固定されれば、第
２の伝導型ドーパントの比較的高い濃度（少なくとも１
０−７ｃｍ−３に等しい）の選択は、■ないし５はど低
いアスペクト比を有する比較的短いまたは太く短いイオ
ンプロファイルを提供するだろう。第２の伝導型のドー
パントの比較的低い濃度（典型的には１０１４ないし１
０１６ｃｍ−３）の選択は、５ないし１０またはさらに
高いアスペクト比を有するより長い、比較的細長いイオ
ンプロファイルを生じる。ここで相関する数値は、典型
的には１０１２ないし１０１５ｉ ｏｎ ｓ／ｃｍ２の
イオン注入用量および選択されたイオン運動エネルギに
よって変化するだろう。これは、 （１）第２の伝導型
ドーパントの濃度、（２）イオン運動エネルギ、（３）
イオン注入用量および（４）イオン注入マスクにおける
アパーチャの直径の選択によって、イオンプロファイル
のアスペクト比が制御されるのを可能にする。 ［００１４］著作引用された、ガンティによる本の中で
論じられているように、たとえば５０ＫｅＶまたはより
高いエネルギを有するイオンは統計的に決定される縦の
飛程、縦のストラブルパラメータ（縦の飛程の約２０％
）および横のストラブルパラメータを有するだろうが、
飛程および２つのストラブルパラメータはイオンの最初
の運動エネルギに依存する。イオンが半導体材料中のイ
オンチャネリング方向の１つに一致しない方向に最初は
進んでいると仮定すれば、たとえば１００ＫｅＶではホ
ウ素またはリンのイオンはそれぞれ０．３μｍおよび０
．１３μｍの突出した縦の飛程を有するだろう。 ［００１５］もし、より高いアスペクト比を有したイオ
ンプロファイル２３を生じるためにより大きい飛程が所
望されるなら、入射イオンビーム２２はイオンチャネリ
ング方向の１つに沿って向けられるべきであり、それは
１００ないし３００ＫｅＶの最初の運動エネルギに対し
て１ないし１０μｍのオーダの縦の飛程を生じてもよい
。たとえばウィルソン（Ｗｉ ｌ ｓ ｏｎ）等はエレ
クトロケミカル・ソサエティ（ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ
、Ｓｏｃ、）のシリコン（Ｓｉ ｌ １ｃｏｎ） １９
７７年１０２３頁ないし１０３４頁においてシリコン中
のく１１０〉チャネリング方向における３００ＫｅＶ砒
素イオン注入は、８００ＫｅＶの最初のイオンエネルギ
に対して４μｍおよび６μｍまで延在するオーダの縦の
飛程を生じることを報告している。イオンチャネリング
が起こる理由は、イオンは、結晶性の材料中のある結晶
学的方向に沿うほうが、非チャネリング方向に沿ってイ
オンの輸送が散乱および他の統計的な制御プロセスを介
して起こるよりも、２倍ないし５０倍さらに遠くに進む
からである。もし、注入されたイオンが半導体材料中の
チャネリング方向に沿って向けられると、第１の伝導型
の第１の層１５の厚みは１ないし２ミクロンはど高くな
ることができ、なぜなら注入されたイオンの縦の飛程は
この寸法より数倍大きくなりかつ第２の伝導型の第２の
層１７の中へさらに遥かに遠く延在するだろうからであ
る。これはイオン注入の方向において、より大きい寸法
を有したカンチレバーベースすなわち第１の層１５を生
じるだろうし、かつイオン注入のためのチャネリング方
向の使用の利点である。しかしながらイオン注入のため
の非チャネリング方向もまた定性的に同様の結果を伴い
ここで使用されてもよい。 ［００１６］マスクされた層１９はイーストマン・コダ
ック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）ウェイコート（
Ｗａｙｃｏａｔ）またはアイソポリイ（Ｉ ｓ ｏｐｏ
ｌ ｙ）の材料のうちの１つのようなネガ型ホトレジ
スト材料であってもよく、またはヘキスト・セラニーズ
（Ｈｏｅｃｈｅｓｔ Ｃｅ１ａｎｅｓｅ）ＡＺ材料の
１つもしくはイーストマン・コダックもしくはウェイコ
ートから入手可能な材料の１つのようなポジ型ホトレジ
スト材料であってもよい。多くのこのような材料はマク
グロウーヒル・ブック・カンパニー「集積回路製作技術
Ｊ （ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ Ｆａ
ｂｒｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）１９８２年
６３頁ないし８６頁にＤ−Ｊ・エリオツド（Ｅｌｌｉｏ
ｔｔ）によって論じられている。第１の層における半導
体材料の酸化物または窒化物の様な他の材料はまた、好
ましくは０．０１ないし１μｍのオーダの制御可能な小
さな直径を有するアパーチャを支えるイオン注入のため
のマスクを生じるためにここで使用されてもよい。好ま
しくは、マスクされた層１９は半導体材料の露出されな
い表面から注入イオンをマスクすることにおいて少なく
とも９９．９％効果的であるべきである。５０ないし５
００ＫｅＶのオーダのイオン注入エネルギのためには、
著作引用されたガンデイ−によって論じられているよう
に、０．０２ないし１μｍのオーダのマスク厚みがここ
では適当である。 ［００１７］比較的高いアスペクト比（５より高い）を
有するイオンプロファイル２３を生じるために図１にお
ける第２の層１７には比較的小さなｐ形ドーピング濃度
（１０１４ないし１０１６ｃｍ−３）を使用することが
好ましい。もし所望の微細先端のアスペクト比がたとえ
ば２ないし４と穏当であれば、図１の第２の層１７には
ｐ形ドーピング濃度は上で論じられたように遥かに高く
なってもよい。 ［００１８］半導体材料１３中にイオンプロファイル２
３が形成された後に、第２の伝導型の第２の層１７の残
りの部分は電解質のエッチャントを用いて選択的にエッ
チ除去され、そのためエツチングプロセスが完了した後
、カンチレバーにされたはりすなわち突出３５を有する
カンチレバーベース３３に似た構造３１ （図２）が残
る。ｎ形半導体材料を妥当なエッチ速度でエッチし、し
かしｎ形半導体材料には実質的には何のエツチング効果
もないであろう多くの選択的なエッチャントが入手可能
である。このようなエッチャントの例は８部のＨＮＯ３
に一部のＨＦを加えて一部のＨＣ２Ｈ３０２を加えて成
る（ここに８ＨＮＯ３： ＩＨＦ ： ＩＨＣ２Ｈ３０
２と表示される）酸である。 ［００１９］ この技術はまたｐ形元素から製造された
イオンをｎ形半導体層に注入し、それから選択的にｎ形
材料を取除きかつｐ形イオンプロファイルを残すエッチ
ャントを使用することによって実現されてもよい。 ［００２０１もし十分な選択性を有するエッチャント（
ｎ形対ｐ形ドーピングのための）が入手可能でなければ
、カンチレバーにされた微細先端の縦の方向が、この縦
の方向に垂直な方向におけるエッチ速度に対して遅いエ
ッチ速度の方向として選ばれた状態で、異方性エッチャ
ントが使われてもよい。たとえば（１００）結晶面上で
は比較的速い速度でシリコンのエツチングが行なわれ、
（１１０）結晶面上では中間の速度で行なわれ、かつ
（１１１）結晶面上では（１１１）面の近接の間隔ゆえ
に、（１１１）結晶面上では比較的遅い速度で行なわれ
る。 ［００２１］図１の１５または図２の３３のカンチレバ
ーベースを形成する材料は第１の伝導型の半導体である
必要はない。この材料が、 （正味の）第２の伝導型の
第２の層の材料を選択的にエッチ除去する電解質のエッ
チャントによるエツチングに対して単に抵抗性があれば
それで十分である。このようにカンチレバーベース材料
は、実質的に第２の層へのイオン注入を妨げないであろ
う絶縁体または誘電体材料または他のいかなる半導体で
ない材料であることが可能だろう。 ［００２２］もし必要であれば、図２に図示されている
、結果として生じたカンチレバーにされた微細先端は、
イオン衝撃または反応性イオンエツチングによってさら
に形作られたりまたは鋭利にされたりできる。これらの
微細先端の１つの利点は、リソグラフ的に制御可能な高
アスペクト比を有することである。結果として生じた微
細先端３５はカンチレバーベース３９と一体であり、か
つカンチレバーベースにはさらに、微細先端３５の位置
と配向の制御の目的のための、より大きく重い取付は片
が設けられている。 ［００２３］より大きく重い取付は片を設ける１つの方
法は、図３において図示されており、パイレックスのよ
うなＳｉＯ２を基にした材料にアノード接着剤を介して
カンチレバーベース３３は結合されている。 ［００２４］図１に示された方法は、下方に配向されか
つ微細先端の頂部よりも微細先端の底部近くにより大き
い横の寸法を有してもよい微細先端を有する微細先端を
生じる。上方に配向されるかまたはカンチレバーベース
から離れていくとともに横の寸法が近似的に単調に減少
する微細先端を生じるために図４に図示された最初の複
合構造が使用されてもよい。この構造は第２の伝導型の
第１の層４３、第１の伝導型の隣接する第２の層４５お
よび第２の伝導型の隣接する第３の層４７を有する半導
体材料のシート４１からなり、層４５は層４３および層
４７の間に介在する。マスクする層４９は層４３の露出
された表面に設けられかつ層４３の露出された表面の一
部を露出するアパーチャ５１を有する。上でのべたよう
に第１の伝導型の元素から引き出されたイオンのビーム
５３は、図示されているように第１の伝導型のイオンプ
ロファイル５５を形成するために第１の層４３の中へお
よび通って向けられる。イオンプロファイル５５は第１
伝導型の薄い第２の層４５と実質的に重畳するべきであ
る。上で述べたように、層４３および層４７に存在する
第２の伝導型の残りは電解質エッチャントによってエッ
チ除去され、カンチレバーベース６３およびベース６３
からカンチレバーにされた上方に突出した微細先端を含
む図５に図示された構造６１を残す。随意に、図５に図
示されているように、微細先端６５の位置と配向を制御
するためにより大きく重い取付は片６７をカンチレバー
ベース６３のために設けてもよい。再び微細先端の端部
を形作ることまたは鋭利にすることはイオン衝撃および
反応性イオンエツチングによって行なわれてもよい。上
で論じられたように、図４の半導体層４５は電解質のエ
ッチャントによるエツチングに抵抗性のある材料の層に
よって置き換えられてもよい。 ［００２５］もしカンチレバーベースに対する微細先端
の垂直な配向が所望されていなければ、半導体材料の表
面の結晶性配向または入射注入イオンの方向を選択する
ことによって図６に図示されているようにカンチレバー
ベース７３自身に対する様々な角度に配向されるように
カンチレバーにされた微細先端７１が製作されてもよい
。微細先端および取付けられたカンチレバーベースは、
第１の伝導型ドーピングがそこに組込まれているゆえに
導電性であるだろう。この導電性はそれを近似的に０に
減少させたりまたは所望の数まで増加させたりするため
に微細先端およびカンチレバーベース材料にあまねく第
２の伝導型または第１の伝導型のドーパントをそれぞれ
さらに拡散することによりさらに変化させられてもよい
。電導の微細先端はトンネリング力を使用するマイクロ
プローブのために使用されることができる。その代わり
に微細先端およびカンチレバーベースは所望される酸化
物、窒化物または他の絶縁材料で覆われることができる
。
、システム１１は半導体材料のシート１３を含み、それ
は第１電導型（たとえばｎ形）の上方シート１５および
第１の電導型と反対の第２の電導型（たとえばｐ形）の
第２の下にある層１７を含む。システム１１はまた、第
１伝導型の最初の層１５の小さい部分を露出するために
、一般的には０．２５μｍより小さい制御可能な小さな
直径のアパーチャ２１を有するマスクされた材料からな
る、上に横たわる層１９を含む。好ましくは第１伝導型
の第１の層１５は０．０１ないし０．３μｍの範囲の厚
みを有すべきである。マスク材料は金属、絶縁体または
半導体材料であってもよい。第１伝導型の元素から引き
出された、近似的に単一エネルギイオンのビーム２２は
、アパーチャ２１をとおって向けられ、そのため第２の
層１７内に第１伝導型材料のイオンプロファイル２３を
形成するために、イオンは第１の伝導型の第１の層１５
および第２の伝導型の第２の層の全てではないがほとん
どを貫通する。 ［００１２］５０ないし５００ＫｅＶのイオン運動エネ
ルギは、より高いエネルギが必要とされるかもしれない
場合の、微細先端が非常に高いアスペクト比を有するべ
きでない限り、この目的に対して満足ゆくべきである。 イオン注入の方法は、ジョン・ワイリー・アンド・サン
ズ（Ｊｈｏｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ ５ｏｎｓ） １９
８３年ｒＶＬｓＩ製作原理Ｊ （ＶＬＳＩ Ｆａｂ
ｒｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ）の２９９
頁ないし３７０頁にＳ−に−ガンデイ−（Ｇｈａｎｄｈ
ｉ）によりおよびマクグロウーヒル・ブック・カンパニ
ー（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ）１９８３年ｒＶＬｓＩ技術Ｊ （ＶＬＳＩ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇいの２１９頁ないし２６５頁にＳ
−Ｍ−Ｚ・ （編集者）によって論じられている。これ
らの参考文献はここに引用により援用される。イオン注
入のために使用されるイオンは、半導体材料内にホール
の過剰を生じる、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、
アルミニウム、ガリウムおよびインジウムのようなｐ形
元素の群から引き出されてもよい。その代わりに、注入
イオンは、半導体材料内に電子の余剰を生じる、窒素、
酸素、リン、硫黄、砒素、セレンおよびアセチモンのよ
うなｎ形元素の群から引き出されてもよい。 ［００１３］第２の（反対の）伝導型からなる主になる
材料における、第１の伝導型の元素から引き出されたド
ーピングを使用したイオンプロファイルの境界は、第１
の伝導型のイオンの平均密度が第２の伝導型のドーパン
ト粒子の濃度に等しくなる主になる材料中の表面によっ
て規定される。この表面によって囲まれた主になる材料
の部分内で、第１の伝導型のイオンの平均密度は第２の
伝導型のドーパント濃度を越え、そのためこの内部の領
域は第１の伝導型に変換される。もし、注入されたイオ
ンの空間的な分布が主になる材料内で固定されれば、第
２の伝導型ドーパントの比較的高い濃度（少なくとも１
０−７ｃｍ−３に等しい）の選択は、■ないし５はど低
いアスペクト比を有する比較的短いまたは太く短いイオ
ンプロファイルを提供するだろう。第２の伝導型のドー
パントの比較的低い濃度（典型的には１０１４ないし１
０１６ｃｍ−３）の選択は、５ないし１０またはさらに
高いアスペクト比を有するより長い、比較的細長いイオ
ンプロファイルを生じる。ここで相関する数値は、典型
的には１０１２ないし１０１５ｉ ｏｎ ｓ／ｃｍ２の
イオン注入用量および選択されたイオン運動エネルギに
よって変化するだろう。これは、 （１）第２の伝導型
ドーパントの濃度、（２）イオン運動エネルギ、（３）
イオン注入用量および（４）イオン注入マスクにおける
アパーチャの直径の選択によって、イオンプロファイル
のアスペクト比が制御されるのを可能にする。 ［００１４］著作引用された、ガンティによる本の中で
論じられているように、たとえば５０ＫｅＶまたはより
高いエネルギを有するイオンは統計的に決定される縦の
飛程、縦のストラブルパラメータ（縦の飛程の約２０％
）および横のストラブルパラメータを有するだろうが、
飛程および２つのストラブルパラメータはイオンの最初
の運動エネルギに依存する。イオンが半導体材料中のイ
オンチャネリング方向の１つに一致しない方向に最初は
進んでいると仮定すれば、たとえば１００ＫｅＶではホ
ウ素またはリンのイオンはそれぞれ０．３μｍおよび０
．１３μｍの突出した縦の飛程を有するだろう。 ［００１５］もし、より高いアスペクト比を有したイオ
ンプロファイル２３を生じるためにより大きい飛程が所
望されるなら、入射イオンビーム２２はイオンチャネリ
ング方向の１つに沿って向けられるべきであり、それは
１００ないし３００ＫｅＶの最初の運動エネルギに対し
て１ないし１０μｍのオーダの縦の飛程を生じてもよい
。たとえばウィルソン（Ｗｉ ｌ ｓ ｏｎ）等はエレ
クトロケミカル・ソサエティ（ＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍ
、Ｓｏｃ、）のシリコン（Ｓｉ ｌ １ｃｏｎ） １９
７７年１０２３頁ないし１０３４頁においてシリコン中
のく１１０〉チャネリング方向における３００ＫｅＶ砒
素イオン注入は、８００ＫｅＶの最初のイオンエネルギ
に対して４μｍおよび６μｍまで延在するオーダの縦の
飛程を生じることを報告している。イオンチャネリング
が起こる理由は、イオンは、結晶性の材料中のある結晶
学的方向に沿うほうが、非チャネリング方向に沿ってイ
オンの輸送が散乱および他の統計的な制御プロセスを介
して起こるよりも、２倍ないし５０倍さらに遠くに進む
からである。もし、注入されたイオンが半導体材料中の
チャネリング方向に沿って向けられると、第１の伝導型
の第１の層１５の厚みは１ないし２ミクロンはど高くな
ることができ、なぜなら注入されたイオンの縦の飛程は
この寸法より数倍大きくなりかつ第２の伝導型の第２の
層１７の中へさらに遥かに遠く延在するだろうからであ
る。これはイオン注入の方向において、より大きい寸法
を有したカンチレバーベースすなわち第１の層１５を生
じるだろうし、かつイオン注入のためのチャネリング方
向の使用の利点である。しかしながらイオン注入のため
の非チャネリング方向もまた定性的に同様の結果を伴い
ここで使用されてもよい。 ［００１６］マスクされた層１９はイーストマン・コダ
ック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）ウェイコート（
Ｗａｙｃｏａｔ）またはアイソポリイ（Ｉ ｓ ｏｐｏ
ｌ ｙ）の材料のうちの１つのようなネガ型ホトレジ
スト材料であってもよく、またはヘキスト・セラニーズ
（Ｈｏｅｃｈｅｓｔ Ｃｅ１ａｎｅｓｅ）ＡＺ材料の
１つもしくはイーストマン・コダックもしくはウェイコ
ートから入手可能な材料の１つのようなポジ型ホトレジ
スト材料であってもよい。多くのこのような材料はマク
グロウーヒル・ブック・カンパニー「集積回路製作技術
Ｊ （ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ Ｆａ
ｂｒｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）１９８２年
６３頁ないし８６頁にＤ−Ｊ・エリオツド（Ｅｌｌｉｏ
ｔｔ）によって論じられている。第１の層における半導
体材料の酸化物または窒化物の様な他の材料はまた、好
ましくは０．０１ないし１μｍのオーダの制御可能な小
さな直径を有するアパーチャを支えるイオン注入のため
のマスクを生じるためにここで使用されてもよい。好ま
しくは、マスクされた層１９は半導体材料の露出されな
い表面から注入イオンをマスクすることにおいて少なく
とも９９．９％効果的であるべきである。５０ないし５
００ＫｅＶのオーダのイオン注入エネルギのためには、
著作引用されたガンデイ−によって論じられているよう
に、０．０２ないし１μｍのオーダのマスク厚みがここ
では適当である。 ［００１７］比較的高いアスペクト比（５より高い）を
有するイオンプロファイル２３を生じるために図１にお
ける第２の層１７には比較的小さなｐ形ドーピング濃度
（１０１４ないし１０１６ｃｍ−３）を使用することが
好ましい。もし所望の微細先端のアスペクト比がたとえ
ば２ないし４と穏当であれば、図１の第２の層１７には
ｐ形ドーピング濃度は上で論じられたように遥かに高く
なってもよい。 ［００１８］半導体材料１３中にイオンプロファイル２
３が形成された後に、第２の伝導型の第２の層１７の残
りの部分は電解質のエッチャントを用いて選択的にエッ
チ除去され、そのためエツチングプロセスが完了した後
、カンチレバーにされたはりすなわち突出３５を有する
カンチレバーベース３３に似た構造３１ （図２）が残
る。ｎ形半導体材料を妥当なエッチ速度でエッチし、し
かしｎ形半導体材料には実質的には何のエツチング効果
もないであろう多くの選択的なエッチャントが入手可能
である。このようなエッチャントの例は８部のＨＮＯ３
に一部のＨＦを加えて一部のＨＣ２Ｈ３０２を加えて成
る（ここに８ＨＮＯ３： ＩＨＦ ： ＩＨＣ２Ｈ３０
２と表示される）酸である。 ［００１９］ この技術はまたｐ形元素から製造された
イオンをｎ形半導体層に注入し、それから選択的にｎ形
材料を取除きかつｐ形イオンプロファイルを残すエッチ
ャントを使用することによって実現されてもよい。 ［００２０１もし十分な選択性を有するエッチャント（
ｎ形対ｐ形ドーピングのための）が入手可能でなければ
、カンチレバーにされた微細先端の縦の方向が、この縦
の方向に垂直な方向におけるエッチ速度に対して遅いエ
ッチ速度の方向として選ばれた状態で、異方性エッチャ
ントが使われてもよい。たとえば（１００）結晶面上で
は比較的速い速度でシリコンのエツチングが行なわれ、
（１１０）結晶面上では中間の速度で行なわれ、かつ
（１１１）結晶面上では（１１１）面の近接の間隔ゆえ
に、（１１１）結晶面上では比較的遅い速度で行なわれ
る。 ［００２１］図１の１５または図２の３３のカンチレバ
ーベースを形成する材料は第１の伝導型の半導体である
必要はない。この材料が、 （正味の）第２の伝導型の
第２の層の材料を選択的にエッチ除去する電解質のエッ
チャントによるエツチングに対して単に抵抗性があれば
それで十分である。このようにカンチレバーベース材料
は、実質的に第２の層へのイオン注入を妨げないであろ
う絶縁体または誘電体材料または他のいかなる半導体で
ない材料であることが可能だろう。 ［００２２］もし必要であれば、図２に図示されている
、結果として生じたカンチレバーにされた微細先端は、
イオン衝撃または反応性イオンエツチングによってさら
に形作られたりまたは鋭利にされたりできる。これらの
微細先端の１つの利点は、リソグラフ的に制御可能な高
アスペクト比を有することである。結果として生じた微
細先端３５はカンチレバーベース３９と一体であり、か
つカンチレバーベースにはさらに、微細先端３５の位置
と配向の制御の目的のための、より大きく重い取付は片
が設けられている。 ［００２３］より大きく重い取付は片を設ける１つの方
法は、図３において図示されており、パイレックスのよ
うなＳｉＯ２を基にした材料にアノード接着剤を介して
カンチレバーベース３３は結合されている。 ［００２４］図１に示された方法は、下方に配向されか
つ微細先端の頂部よりも微細先端の底部近くにより大き
い横の寸法を有してもよい微細先端を有する微細先端を
生じる。上方に配向されるかまたはカンチレバーベース
から離れていくとともに横の寸法が近似的に単調に減少
する微細先端を生じるために図４に図示された最初の複
合構造が使用されてもよい。この構造は第２の伝導型の
第１の層４３、第１の伝導型の隣接する第２の層４５お
よび第２の伝導型の隣接する第３の層４７を有する半導
体材料のシート４１からなり、層４５は層４３および層
４７の間に介在する。マスクする層４９は層４３の露出
された表面に設けられかつ層４３の露出された表面の一
部を露出するアパーチャ５１を有する。上でのべたよう
に第１の伝導型の元素から引き出されたイオンのビーム
５３は、図示されているように第１の伝導型のイオンプ
ロファイル５５を形成するために第１の層４３の中へお
よび通って向けられる。イオンプロファイル５５は第１
伝導型の薄い第２の層４５と実質的に重畳するべきであ
る。上で述べたように、層４３および層４７に存在する
第２の伝導型の残りは電解質エッチャントによってエッ
チ除去され、カンチレバーベース６３およびベース６３
からカンチレバーにされた上方に突出した微細先端を含
む図５に図示された構造６１を残す。随意に、図５に図
示されているように、微細先端６５の位置と配向を制御
するためにより大きく重い取付は片６７をカンチレバー
ベース６３のために設けてもよい。再び微細先端の端部
を形作ることまたは鋭利にすることはイオン衝撃および
反応性イオンエツチングによって行なわれてもよい。上
で論じられたように、図４の半導体層４５は電解質のエ
ッチャントによるエツチングに抵抗性のある材料の層に
よって置き換えられてもよい。 ［００２５］もしカンチレバーベースに対する微細先端
の垂直な配向が所望されていなければ、半導体材料の表
面の結晶性配向または入射注入イオンの方向を選択する
ことによって図６に図示されているようにカンチレバー
ベース７３自身に対する様々な角度に配向されるように
カンチレバーにされた微細先端７１が製作されてもよい
。微細先端および取付けられたカンチレバーベースは、
第１の伝導型ドーピングがそこに組込まれているゆえに
導電性であるだろう。この導電性はそれを近似的に０に
減少させたりまたは所望の数まで増加させたりするため
に微細先端およびカンチレバーベース材料にあまねく第
２の伝導型または第１の伝導型のドーパントをそれぞれ
さらに拡散することによりさらに変化させられてもよい
。電導の微細先端はトンネリング力を使用するマイクロ
プローブのために使用されることができる。その代わり
に微細先端およびカンチレバーベースは所望される酸化
物、窒化物または他の絶縁材料で覆われることができる
。
【図１】この発明によるカンチレバーにされた微細先端
を製作する１つの方法を示す断面の側面図である。
を製作する１つの方法を示す断面の側面図である。
【図２】図１で示された方法によって製造されてもよい
カンチレバーにされた微細先端の側面図である。
カンチレバーにされた微細先端の側面図である。
【図３】所望の位置および配向にカンチレバーにされた
微細先端を位置決めするために移動されてもよい、より
大きく重い材料に取付けられた図２のカンチレバーにさ
れた微細先端を示す側面図である。
微細先端を位置決めするために移動されてもよい、より
大きく重い材料に取付けられた図２のカンチレバーにさ
れた微細先端を示す側面図である。
【図４】この発明によるカンチレバーにされた微細先端
の第２の製作方法を示す断面の側面図である。
の第２の製作方法を示す断面の側面図である。
【図５】図４に示された方法によって製造されたカンチ
レバーにされた微細先端を示す断面図である。
レバーにされた微細先端を示す断面図である。
【図６】この発明により製作された、カンチレバーベー
スに対して非垂直の配向を有するカンチレバーにされた
微細先端を示す断面の側面図である。
スに対して非垂直の配向を有するカンチレバーにされた
微細先端を示す断面の側面図である。
１３ 半導体材料
１５ 第１の伝導型からなる第１の層
１７ 第２の伝導型からなる第２の層
１９ マスクされた層
２１ アパーチャ
２２ イオンビーム
２３ イオンプロファイル
４３ 第２の伝導型からなる第１の層
４５ 第１の伝導型からなる第２の層
４７ 第２の伝導型からなる第３の層
４９ マスクする層
５１ アパーチャ
５３ イオンビーム
５５ イオンプロファイル
【図２】
【図３】
【図１】
【図５】
【図４】
【図６】
Claims (10)
- 【請求項１】 カンチレバーにされた微細先端を製造す
る方法であって、選択されたエッチャントによるエツチ
ングに対して抵抗性があり、第１の導電型のドーピング
を有した半導体材料の第２の層に隣接する第１の層を有
し、第１の層は露出された表面を有し、材料の第２の層
は選択されたエッチャントによって迅速にエッチされる
、材料の２層構造を設けるステップと、隣接する露出さ
れた表面の小さい領域を露出する少なくとも１つのアパ
ーチャを有するマスクであって、第１の層の露出された
表面に隣接するイオン注入マスクを設けるステップと、
第２の導電型の元素から形成された予め定められた運動
エネルギのイオンを、第２の層において制御可能なアス
ペクト比を有するイオンプロファイルを注入イオンが形
成するように、予め定められた方向にマスクを介して２
層構造の中へ注入するステップと、マスク材料を取除く
ステップと、イオンプロファイルおよび第１の層を単一
の接続したユニットとして露出するために、イオンが注
入されていない第２の層の部分を、選択されたエッチャ
ントでエッチすることによって除去するステップを含む
方法。 - 【請求項２】 イオン注入の前記予め定められた方向が
、前記第２の層におけるイオンチャネリング方向と近似
的に一致するように前記第２の層を配向するステップを
さらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記イオンプロファイルが少なくともア
スペクト比５を有するように、前記第２の層の前記ドー
ピングの濃度を選択するステップをさらに含む、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記イオンプロファイルにイオン衝撃を
施すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記イオンプロファイルに反応性イオン
エツチングを施すステップをさらに含む、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】 高アスペクト比を有するカンチレバーに
された微細先端を製造する方法であって、第１の導電型
のドーピングを伴った半導体材料の第１の層、第１の導
電型のドーピングをともなった半導体材料の第２の層、
選択されたエッチャントによるエツチングに抵抗性があ
る第３の層を有し、第３の層が第１と第２の層の間に位
置決めされ、第１の層は露出された表面を有しかつこの
露出された表面と第３の層の間にあり、材料の第１およ
び第２の層は選択されたエッチャントにより迅速にエッ
チされるような材料の３層構造を設けるステップと、隣
接した露出された表面の小さい領域を露出する少なくと
も１つのアパーチャを有するマスクで、第１の層の露出
された表面に隣接したイオン注入マスクを設けるステッ
プと、第２の導電型の元素から形成され予め定められた
運動エネルギのイオンを、注入イオンが第１の層におい
て制御可能なアスペクト比を有するイオンプロファイル
を形成するように、予め定められた方向にマスクのアパ
ーチャを介して第１および第３層の中へ注入するステッ
プと、マスク材料を取除くステップと、イオンプロファ
イルおよび第３の層を単一の接続したユニットとして露
出するために、第２の層およびイオンが注入されていな
い第１の層の一部を選択されたエッチャントでエッチす
ることによって取除くステップを含む方法。 - 【請求項７】 イオン注入の前記予め定められた方向が
前記第１の層においてイオンチャネリング方向に近似的
に一致するように前記第１の層を配向するステップをさ
らに含む、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記イオンプロファイルが少なくともア
スペクト比５を有するように前記第１の層の前記ドーピ
ングの濃度を選択するステップをさらに含む、請求項６
に記載の方法。 - 【請求項９】 イオンプロファイルにイオン衝撃を施す
ステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記イオンプロファイルに反応性イ
オンエツチングを施すステップをさらに含む、請求項６
に記載の方法。
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| US467976 | 1990-01-22 | ||
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Publications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPH04211144A (ja) |
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