JPH04212251A - 走査チップ - Google Patents
走査チップInfo
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- JPH04212251A JPH04212251A JP3011608A JP1160891A JPH04212251A JP H04212251 A JPH04212251 A JP H04212251A JP 3011608 A JP3011608 A JP 3011608A JP 1160891 A JP1160891 A JP 1160891A JP H04212251 A JPH04212251 A JP H04212251A
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- JP
- Japan
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- scanning
- tip
- diamond
- scanning chip
- boron
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- Pending
Links
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- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q70/00—General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
- G01Q70/08—Probe characteristics
- G01Q70/14—Particular materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/10—STM [Scanning Tunnelling Microscopy] or apparatus therefor, e.g. STM probes
- G01Q60/16—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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】
【産業上の利用分野】本発明は、走査チップと走査され
るべき表面との間に発生するトンネル電流によって表面
を走査するための走査チップに関するものである。
るべき表面との間に発生するトンネル電流によって表面
を走査するための走査チップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トンネル効果を走査する装置は、走査顕
微鏡として１９８５年８月発行の ”Ｓｃｉｅｎ−ｔｉ
ｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ” の４０〜５５頁に、記録
装置として欧州特許第２９１０５７号に記載されており
、且つ１９８９年１０月発行の ”Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ”の７４〜８１頁はそのような装
置の異なる種類の調査表を含んでいる。そのような装置
のための走査チップの材料は、特に損傷に対する抵抗力
や、適当に限定された形状の実現性、及び現代ではトン
ネル電流を放電するために適当な導電性の多くの要求を
満たさなくてはならない。既知のチップ材料のタングス
テンは満足な結果を与えはするが、この材料の作用は比
較的不正確であり、且つその幾何学的安定性はしばしば
好ましくない。更にその上、タングステンは酸化し易い
ので装置が信頼できなくなると言う欠点を有している。 タングステンの代わりとして、白金または白金−イリジ
ウム合金が使用され得る。この材料は酸化に対して適当
な抵抗力があり、適当な導電性を有するが、特に鋭い先
端の形成に対するそれの加工性とそれの幾何学的安定性
が満足ではないので、そのような走査チップは比較的短
い有効寿命しか有しない。適当な導電性金属の走査チッ
プは一般的に比較的柔らかく且つそれ故に機械的損傷に
対して影響され易い。
微鏡として１９８５年８月発行の ”Ｓｃｉｅｎ−ｔｉ
ｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ” の４０〜５５頁に、記録
装置として欧州特許第２９１０５７号に記載されており
、且つ１９８９年１０月発行の ”Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ”の７４〜８１頁はそのような装
置の異なる種類の調査表を含んでいる。そのような装置
のための走査チップの材料は、特に損傷に対する抵抗力
や、適当に限定された形状の実現性、及び現代ではトン
ネル電流を放電するために適当な導電性の多くの要求を
満たさなくてはならない。既知のチップ材料のタングス
テンは満足な結果を与えはするが、この材料の作用は比
較的不正確であり、且つその幾何学的安定性はしばしば
好ましくない。更にその上、タングステンは酸化し易い
ので装置が信頼できなくなると言う欠点を有している。 タングステンの代わりとして、白金または白金−イリジ
ウム合金が使用され得る。この材料は酸化に対して適当
な抵抗力があり、適当な導電性を有するが、特に鋭い先
端の形成に対するそれの加工性とそれの幾何学的安定性
が満足ではないので、そのような走査チップは比較的短
い有効寿命しか有しない。適当な導電性金属の走査チッ
プは一般的に比較的柔らかく且つそれ故に機械的損傷に
対して影響され易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の欠点を緩和する
ことが本発明の目的である。
ことが本発明の目的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】これを達成するために、
本発明に従って実施される種類の走査チップは、その走
査チップが硼素でドープされたダイヤモンドを含んでい
ることを特徴としている。
本発明に従って実施される種類の走査チップは、その走
査チップが硼素でドープされたダイヤモンドを含んでい
ることを特徴としている。
【０００５】ダイヤモンドは既知の硬い材料であり、鋭
い先端を形成するように容易に加工され得て、且つ前述
の目的に対して適当な導電性が適当なドーピングにより
導入され得る。適当な導電性は、例えばイオン注入によ
り、例えば適当に形成された走査チップの表面層をドー
ピングすることにより達成され得る。
い先端を形成するように容易に加工され得て、且つ前述
の目的に対して適当な導電性が適当なドーピングにより
導入され得る。適当な導電性は、例えばイオン注入によ
り、例えば適当に形成された走査チップの表面層をドー
ピングすることにより達成され得る。
【０００６】好適な一実施例では、走査チップのダイヤ
モンドはそれの製造の間に既にドープされている合成的
に製造されたダイヤモンドである。そのドーピング材料
は、好適には例えば１〜３００ ｐｐｍ の濃度を有す
る硼素である。この硼素がダイヤモンドを充分に導電性
にし、且つダイヤモンドの対磨耗性をも増大する。その
結果、適当な幾何学的安定性と適当な導電性とを有する
走査チップが実現できる。例えば、スパッタエッチング
法（イオン成形）を用いて、約５０ｎｍ以下の半径を有
する先端がダイヤモンド走査チップに形成できる。
モンドはそれの製造の間に既にドープされている合成的
に製造されたダイヤモンドである。そのドーピング材料
は、好適には例えば１〜３００ ｐｐｍ の濃度を有す
る硼素である。この硼素がダイヤモンドを充分に導電性
にし、且つダイヤモンドの対磨耗性をも増大する。その
結果、適当な幾何学的安定性と適当な導電性とを有する
走査チップが実現できる。例えば、スパッタエッチング
法（イオン成形）を用いて、約５０ｎｍ以下の半径を有
する先端がダイヤモンド走査チップに形成できる。
【０００７】そのような走査チップは単結晶であり、微
細な観点からも一様なドープ濃度を示す。特定の応用に
対しては、例えばその走査チップの縦軸に直交する１１
０結晶面のような、結晶面の好適な方向を選択すること
が有利であり得る。機械的損傷に対する抵抗性はかくし
て強化され、所定のドープ濃度に対してそのチップの固
有の所望の縦方向での比較的高い導電性を利用できる。
細な観点からも一様なドープ濃度を示す。特定の応用に
対しては、例えばその走査チップの縦軸に直交する１１
０結晶面のような、結晶面の好適な方向を選択すること
が有利であり得る。機械的損傷に対する抵抗性はかくし
て強化され、所定のドープ濃度に対してそのチップの固
有の所望の縦方向での比較的高い導電性を利用できる。
【０００８】その幾何学的安定性と一定の導電性とによ
って、本発明による走査チップは、実行されるべきもっ
と信頼できる測定を可能にし、特に先端と走査する表面
との混合された構造の測定の現象も回避される。高度の
幾何学的安定性のために、本発明による走査チップは実
質的により長い有効寿命をも有する。
って、本発明による走査チップは、実行されるべきもっ
と信頼できる測定を可能にし、特に先端と走査する表面
との混合された構造の測定の現象も回避される。高度の
幾何学的安定性のために、本発明による走査チップは実
質的により長い有効寿命をも有する。
【０００９】
【実施例】以下、添付の図面を参照しつつ本発明による
幾つかの好適な実施例を詳細に説明しよう。唯一の図１
は、例えば円筒形の把握部分３と先端５とを具える走査
チップ１を示す。この先端の端部７は、例えば５０ｎｍ
またはそれ以下の曲率半径を有する実質的な球形９に変
換する。後でドープされた天然のダイヤモンドの場合に
は、例えば１００ｎｍ の表面層１１にわたって添加物
が延在する。 そのような添加物はいかなる場合にも、トンネル電流が
出力される把握装置１３の位置まで延在しなくてはなら
ない。ドープされた人造ダイヤモンドの製造の間に、硼
素原子が所定の結晶位置に対する所定の好適な位置を現
す。その結果、この材料はドーピング濃度に対する所定
の軌跡内で導電性に異方性を現し得る。この材料に対し
ては、例えば、その走査チップの縦方向１５と直交して
方向づけされた１１０結晶面のような、結晶面の好適な
方向を有するように、走査チップを構成することが有利
である。既に述べたように、先端はスパッタエッチング
あるいは同様の動作により形成できる。高品質のチップ
が、走査チップの円筒形の部分の太さを有するダイヤモ
ンドの棒を分割することによっても形成され得て、その
ダイヤモンドの棒は勿論例えば正方形あるいはその他の
断面を有していてもよく、前記の分割は、例えばそれの
自由に支持された部分の重さのような、所定の低い引っ
張り力での横型エッチング（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅ
ｔｃｈｉｎｇ）により実現される。この目的に対して用
いられるべきダイヤモンドの棒は、その形を有するよう
に合成的に形成されてもよいが、あるいは天然に発生す
るＩＩ−ｂダイヤモンドから形成されてもよい。
幾つかの好適な実施例を詳細に説明しよう。唯一の図１
は、例えば円筒形の把握部分３と先端５とを具える走査
チップ１を示す。この先端の端部７は、例えば５０ｎｍ
またはそれ以下の曲率半径を有する実質的な球形９に変
換する。後でドープされた天然のダイヤモンドの場合に
は、例えば１００ｎｍ の表面層１１にわたって添加物
が延在する。 そのような添加物はいかなる場合にも、トンネル電流が
出力される把握装置１３の位置まで延在しなくてはなら
ない。ドープされた人造ダイヤモンドの製造の間に、硼
素原子が所定の結晶位置に対する所定の好適な位置を現
す。その結果、この材料はドーピング濃度に対する所定
の軌跡内で導電性に異方性を現し得る。この材料に対し
ては、例えば、その走査チップの縦方向１５と直交して
方向づけされた１１０結晶面のような、結晶面の好適な
方向を有するように、走査チップを構成することが有利
である。既に述べたように、先端はスパッタエッチング
あるいは同様の動作により形成できる。高品質のチップ
が、走査チップの円筒形の部分の太さを有するダイヤモ
ンドの棒を分割することによっても形成され得て、その
ダイヤモンドの棒は勿論例えば正方形あるいはその他の
断面を有していてもよく、前記の分割は、例えばそれの
自由に支持された部分の重さのような、所定の低い引っ
張り力での横型エッチング（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅ
ｔｃｈｉｎｇ）により実現される。この目的に対して用
いられるべきダイヤモンドの棒は、その形を有するよう
に合成的に形成されてもよいが、あるいは天然に発生す
るＩＩ−ｂダイヤモンドから形成されてもよい。
【図１】図１は、円筒形の把握部分３と先端５とを具え
る走査チップ１を示す。
る走査チップ１を示す。
１ 走査チップ
３ 円筒形の把握部分
５ 先端
７ 端部
９ 実質的な球形
１１ 表面層
１３ 把握装置
１５ 縦方向
Claims (9)
- 【請求項１】 走査チップと走査されるべき表面との
間に発生するトンネル電流によって表面を走査するため
の走査チップにおいて、硼素をドープされたダイヤモン
ドを含んでいることを特徴とする走査チップ。 - 【請求項２】 該走査チップの少なくともダイヤモン
ドの一部が適当な導電性を実現するドーピング濃度を有
することを特徴とする請求項１記載の走査チップ。 - 【請求項３】 ダイヤモンドの表面層がドープされた
材料から成っていることを特徴とする請求項１または２
記載の走査チップ。 - 【請求項４】 ドープされたダイヤモンドが人造ダイ
ヤモンドであることを特徴とする請求項１記載の走査チ
ップ。 - 【請求項５】 ダイヤモンドのドープされた部分のド
ーピング濃度が実質的に一様であることを特徴とする前
記請求項のいずれか１項記載の走査チップ。 - 【請求項６】 走査チップのダイヤモンドが単結晶で
あることを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載の
走査チップ。 - 【請求項７】 ダイヤモンドの１１０結晶面が走査チ
ップの縦軸と直交して方向づけされたことを特徴とする
前記請求項のいずれか１項記載の走査チップ。 - 【請求項８】 最大約５０ｎｍの曲率半径を有する先
端がスパッタエッチングにより走査チップへ与えられる
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項記載の走査
チップ。 - 【請求項９】 最大約５０ｎｍの曲率半径を有する先
端が化学的エッチングにより走査チップへ与えられるこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の走査
チップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000058A NL9000058A (nl) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Aftasttip voor aftast tunneling apparaat. |
| NL9000058 | 1990-01-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212251A true JPH04212251A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=19856392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3011608A Pending JPH04212251A (ja) | 1990-01-10 | 1991-01-08 | 走査チップ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0436982A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04212251A (ja) |
| NL (1) | NL9000058A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300440A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Imec | 超高分解能電気測定用のダイヤモンドチップの費用効果のある製造方法およびこれにより得られるデバイス |
-
1990
- 1990-01-10 NL NL9000058A patent/NL9000058A/nl not_active Application Discontinuation
- 1990-12-18 EP EP19900203385 patent/EP0436982A3/en not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3011608A patent/JPH04212251A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300440A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Imec | 超高分解能電気測定用のダイヤモンドチップの費用効果のある製造方法およびこれにより得られるデバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL9000058A (nl) | 1991-08-01 |
| EP0436982A3 (en) | 1991-07-24 |
| EP0436982A2 (en) | 1991-07-17 |
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