JPH0510715A - カンチレバー型プローブ、その製造方法、該プローブを用いた走査型トンネル顕微鏡及び情報処理装置 - Google Patents
カンチレバー型プローブ、その製造方法、該プローブを用いた走査型トンネル顕微鏡及び情報処理装置Info
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- JPH0510715A JPH0510715A JP18415591A JP18415591A JPH0510715A JP H0510715 A JPH0510715 A JP H0510715A JP 18415591 A JP18415591 A JP 18415591A JP 18415591 A JP18415591 A JP 18415591A JP H0510715 A JPH0510715 A JP H0510715A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイモルフ各層間にレジスト残りやゴミが発
生せず、各層の表面に膜質変化がなく密着性の良い、カ
ンチレバー型プローブを提供することにある。 【構成】 本発明は、２層の圧電体薄膜と、前記圧電体
薄膜を圧電逆効果により変位させるための３層の電極と
を有するカンチレバー（片持ちばり）状変位素子の上面
自由端部に、情報入出力用プローブを設けたカンチレバ
ー型プローブの製造方法において、前記２層の圧電体薄
膜と前記３層の電極とを真空装置内で連続して成膜する
ことを特徴とするカンチレバー型プローブの製造方法で
ある。
生せず、各層の表面に膜質変化がなく密着性の良い、カ
ンチレバー型プローブを提供することにある。 【構成】 本発明は、２層の圧電体薄膜と、前記圧電体
薄膜を圧電逆効果により変位させるための３層の電極と
を有するカンチレバー（片持ちばり）状変位素子の上面
自由端部に、情報入出力用プローブを設けたカンチレバ
ー型プローブの製造方法において、前記２層の圧電体薄
膜と前記３層の電極とを真空装置内で連続して成膜する
ことを特徴とするカンチレバー型プローブの製造方法で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カンチレバー型プロー
ブ及びその作製方法、及び該カンチレバー型プローブを
用いた走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと称す
る）、及びその手法により情報の記録及び再生等を行う
情報処理装置に関するものである。
ブ及びその作製方法、及び該カンチレバー型プローブを
用いた走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと称す
る）、及びその手法により情報の記録及び再生等を行う
情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＳＴＭの手法を用いて、半導体あ
るいは高分子材料等の原子オーダー、分子オーダーの観
察評価、微細加工（Ｅ．Ｅ．Ｅｈｒｉｃｈｓ，Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／ｓｐｅ
ｃｔｏｓｃｏｐｙ，’８９，Ｓ１３−３）、及び記録装
置等の様々な分野への応用が研究されている。
るいは高分子材料等の原子オーダー、分子オーダーの観
察評価、微細加工（Ｅ．Ｅ．Ｅｈｒｉｃｈｓ，Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／ｓｐｅ
ｃｔｏｓｃｏｐｙ，’８９，Ｓ１３−３）、及び記録装
置等の様々な分野への応用が研究されている。
【０００３】なかでも、コンピューターの計算情報や映
像情報等では大容量を有する記録装置の要求が益々高ま
っており、さらに、半導体プロセス技術の進展によりマ
イクロプロセッサが小型化し、計算能力が向上したこと
から記録装置の小型化が望まれている。
像情報等では大容量を有する記録装置の要求が益々高ま
っており、さらに、半導体プロセス技術の進展によりマ
イクロプロセッサが小型化し、計算能力が向上したこと
から記録装置の小型化が望まれている。
【０００４】これらの要求を満たす目的で、記録媒体と
の間隔が微調整可能な駆動手段上に存在するトンネル電
流発生用プローブからなる変換器から電圧印加すること
によって記録媒体表面の仕事関数を変化させ、記録書き
込みし、また、仕事関数の変化によるトンネル電流の変
化を検知して、情報の読み出しを行う、最小記録面積が
１０ｎｍ平方となる記録再生装置が提案されている。
の間隔が微調整可能な駆動手段上に存在するトンネル電
流発生用プローブからなる変換器から電圧印加すること
によって記録媒体表面の仕事関数を変化させ、記録書き
込みし、また、仕事関数の変化によるトンネル電流の変
化を検知して、情報の読み出しを行う、最小記録面積が
１０ｎｍ平方となる記録再生装置が提案されている。
【０００５】さらに最近では、半導体加工技術を利用し
たマイクロマシーニング技術（Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｏ
ｎ，“Ｓｉｌｉｃｏｎ ａｓ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌＭａｔｅｒｉａｌ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＩＥＥＥ、ｖｏｌ．７０ ｐ４２０，１９８
２）を用いて、Ｓｉ基板上に圧電体バイモルフからなる
カンチレバー型のＳＴＭプローブを形成した例がある
（Ｔ．Ｒ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｍｉｃ
ｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃ
ｒｏｓｃｏｐｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４
ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ ＳＴＭ／ＳＴＳ Ｓ１０−２ Ｊｕｌｙ
９−１４，１９８９）。
たマイクロマシーニング技術（Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｏ
ｎ，“Ｓｉｌｉｃｏｎ ａｓ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌＭａｔｅｒｉａｌ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＩＥＥＥ、ｖｏｌ．７０ ｐ４２０，１９８
２）を用いて、Ｓｉ基板上に圧電体バイモルフからなる
カンチレバー型のＳＴＭプローブを形成した例がある
（Ｔ．Ｒ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｍｉｃ
ｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃ
ｒｏｓｃｏｐｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４
ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ ＳＴＭ／ＳＴＳ Ｓ１０−２ Ｊｕｌｙ
９−１４，１９８９）。
【０００６】このような圧電体バイモルフは２層の圧電
体薄膜と３層の駆動電極を有し、その形成方法は、既存
の薄膜作製技術及びフォトリソグラフィー技術による。
従来このようなバイモルフ構造の作製は、下電極、下圧
電体、中電極、上圧電体、上電極の順で形成され、それ
ぞれの工程で成膜とパターニングをおこなっていた。こ
のため次のような問題点があった。成膜プロセス間の
パターニング時、バイモルフ各層間にレジスト残りやゴ
ミが付着する可能性がある。真空装置から圧電体薄膜
及び電極を出すため、膜の表面が酸化されるなど膜質が
変化し、密着性が低下する可能性がある。プロセス工
程数が多く、歩留が低下する。
体薄膜と３層の駆動電極を有し、その形成方法は、既存
の薄膜作製技術及びフォトリソグラフィー技術による。
従来このようなバイモルフ構造の作製は、下電極、下圧
電体、中電極、上圧電体、上電極の順で形成され、それ
ぞれの工程で成膜とパターニングをおこなっていた。こ
のため次のような問題点があった。成膜プロセス間の
パターニング時、バイモルフ各層間にレジスト残りやゴ
ミが付着する可能性がある。真空装置から圧電体薄膜
及び電極を出すため、膜の表面が酸化されるなど膜質が
変化し、密着性が低下する可能性がある。プロセス工
程数が多く、歩留が低下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来例の
問題点に鑑み、本発明の目的とするところは、バイモ
ルフ各層間にレジスト残りやゴミが発生しない。バイ
モルフ各層膜の表面に酸化などの膜質変化がなく、密着
性が良い。プロセス工程数が少なく、歩留が向上す
る。以上〜を同時に満足しうるカンチレバー型プロ
ーブ及びその製造方法、及び該カンチレバー型プローブ
を用いたトンネル電流検知装置、記録再生装置を提供す
ることにある。
問題点に鑑み、本発明の目的とするところは、バイモ
ルフ各層間にレジスト残りやゴミが発生しない。バイ
モルフ各層膜の表面に酸化などの膜質変化がなく、密着
性が良い。プロセス工程数が少なく、歩留が向上す
る。以上〜を同時に満足しうるカンチレバー型プロ
ーブ及びその製造方法、及び該カンチレバー型プローブ
を用いたトンネル電流検知装置、記録再生装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、複数
の圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜を圧電逆効果により変
位させるための複数の電極とを有するカンチレバー（片
持ちばり）状変位素子の上面自由端部に、情報入出力用
プローブを設けたカンチレバー型プローブにおいて、前
記複数の圧電体薄膜と前記複数の電極とが真空装置内で
連続して成膜されてなることを特徴とするカンチレバー
型プローブとその製造方法に係る。
の圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜を圧電逆効果により変
位させるための複数の電極とを有するカンチレバー（片
持ちばり）状変位素子の上面自由端部に、情報入出力用
プローブを設けたカンチレバー型プローブにおいて、前
記複数の圧電体薄膜と前記複数の電極とが真空装置内で
連続して成膜されてなることを特徴とするカンチレバー
型プローブとその製造方法に係る。
【０００９】また、上記カンチレバー型プローブを試料
に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動のための駆
動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設け、試料と
探針との間に電圧を印加し、トンネル電流の検出結果に
基づき、試料表面の情報を出力することを特徴とする走
査型トンネル顕微鏡に係る。
に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動のための駆
動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設け、試料と
探針との間に電圧を印加し、トンネル電流の検出結果に
基づき、試料表面の情報を出力することを特徴とする走
査型トンネル顕微鏡に係る。
【００１０】更に、カンチレバー型プローブを記録媒体
に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動のための駆
動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設け、かつ、
探針との間に印加しうる情報記録再生用バイアス電圧印
加回路を具備したことを特徴とする情報処理装置に係
る。
に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動のための駆
動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設け、かつ、
探針との間に印加しうる情報記録再生用バイアス電圧印
加回路を具備したことを特徴とする情報処理装置に係
る。
【００１１】以上が本発明の構成要素である。本発明に
よるカンチレバー型プローブの製造方法は、まず半導体
基板の両面に絶縁体層を成膜し、該絶縁体膜の開口部よ
り基板の結晶方位に依存するエッチング方法によりエッ
チングし、メンブレンを形成する。次に、前記２層の圧
電体薄膜と前記３層の電極とを真空装置内で連続して成
膜する。成膜する順序は、下電極、下圧電体、中電極、
上圧電体、上電極の順である。その後、上記２層の圧電
体と３層の電極を順次パターニングする。パターン形状
は、カンチレバー部分においてはカンチレバー形状を有
する。配線取り出し部分においては、２層の圧電体薄膜
のどちらのパターンもその下層の電極パターンよりも小
さいパターンを有し、また前記電極のどのパターンもそ
の下層の圧電体薄膜のパターンと同じかあるいはそれよ
りも小さいパターンを有する。さらに、圧電体薄膜及び
電極の上部に絶縁膜を形成し、該電極の配線を該絶縁膜
の貫通穴から取り出す。最後に、トンネル電流取り出し
電極及びトンネル電流取り出し用探針を形成し、基板の
メンブレンを除去して、カンチレバーを形成する。
よるカンチレバー型プローブの製造方法は、まず半導体
基板の両面に絶縁体層を成膜し、該絶縁体膜の開口部よ
り基板の結晶方位に依存するエッチング方法によりエッ
チングし、メンブレンを形成する。次に、前記２層の圧
電体薄膜と前記３層の電極とを真空装置内で連続して成
膜する。成膜する順序は、下電極、下圧電体、中電極、
上圧電体、上電極の順である。その後、上記２層の圧電
体と３層の電極を順次パターニングする。パターン形状
は、カンチレバー部分においてはカンチレバー形状を有
する。配線取り出し部分においては、２層の圧電体薄膜
のどちらのパターンもその下層の電極パターンよりも小
さいパターンを有し、また前記電極のどのパターンもそ
の下層の圧電体薄膜のパターンと同じかあるいはそれよ
りも小さいパターンを有する。さらに、圧電体薄膜及び
電極の上部に絶縁膜を形成し、該電極の配線を該絶縁膜
の貫通穴から取り出す。最後に、トンネル電流取り出し
電極及びトンネル電流取り出し用探針を形成し、基板の
メンブレンを除去して、カンチレバーを形成する。
【００１２】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を詳述する。
【００１３】実施例１
図１はカンチレバー型プローブの立体断面図、図２はそ
のプロセス工程図である。図３はバイモルフ成膜に用い
られるマグネトロンスパッタリング装置の概略図であ
る。なお、カンチレバーの寸法は、縦が５００μｍ、横
が１５０μｍである。
のプロセス工程図である。図３はバイモルフ成膜に用い
られるマグネトロンスパッタリング装置の概略図であ
る。なお、カンチレバーの寸法は、縦が５００μｍ、横
が１５０μｍである。
【００１４】製造方法としては、まず結晶方位（１０
０）面のＳｉ基板１の両面に低圧化学気相成長法で窒化
シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）２を２０００Å成膜した後に、Ｓ
ｉ基板１の裏面から水酸化カリウム３０ｗｔ％水溶液で
１１０℃にてＳｉ基板をエッチングし、２０μｍのＳｉ
メンブレン３を形成する（図２（ａ）参照）。
０）面のＳｉ基板１の両面に低圧化学気相成長法で窒化
シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）２を２０００Å成膜した後に、Ｓ
ｉ基板１の裏面から水酸化カリウム３０ｗｔ％水溶液で
１１０℃にてＳｉ基板をエッチングし、２０μｍのＳｉ
メンブレン３を形成する（図２（ａ）参照）。
【００１５】次に、一回のプロセスで２層の圧電体薄膜
４・５と３層の電極６・７・８を成膜する（図２（ｂ）
参照）。用いる装置は図３に示すマグネトロンスパッタ
リング装置である。成膜する圧電体材料はＺｎＯであ
り、電極材料はＡｕである。圧電体はＺｎターゲット３
１を用い、Ａｒ・Ｏ2混合雰囲気中でＺｎＯを３０００
Å成膜する。電極はＡｕターゲット３２を用い、Ａｒ雰
囲気中でＡｕを１０００Å成膜する。成膜する順序は、
下電極６、下圧電体４、中電極７、上圧電体５、上電極
８の順である。なお前処理として基板１表面に真空蒸着
法によりＣｒを２０Å下引し、図３のマグネトロンスパ
ッタリング装置に基板１を入れた後、成膜前にＣｒ表面
をＡｒプラズマでスパッタリングし、下電極６と窒化シ
リコン２との密着性を上げる。
４・５と３層の電極６・７・８を成膜する（図２（ｂ）
参照）。用いる装置は図３に示すマグネトロンスパッタ
リング装置である。成膜する圧電体材料はＺｎＯであ
り、電極材料はＡｕである。圧電体はＺｎターゲット３
１を用い、Ａｒ・Ｏ2混合雰囲気中でＺｎＯを３０００
Å成膜する。電極はＡｕターゲット３２を用い、Ａｒ雰
囲気中でＡｕを１０００Å成膜する。成膜する順序は、
下電極６、下圧電体４、中電極７、上圧電体５、上電極
８の順である。なお前処理として基板１表面に真空蒸着
法によりＣｒを２０Å下引し、図３のマグネトロンスパ
ッタリング装置に基板１を入れた後、成膜前にＣｒ表面
をＡｒプラズマでスパッタリングし、下電極６と窒化シ
リコン２との密着性を上げる。
【００１６】さらに、上記２層の圧電体４・５と３層の
電極６・７・８をカンチレバー形状にパターニングする
（図２（ｃ）参照）。パターン形状は、カンチレバー部
においてはバイモルフ５層とも同一パターンであり、配
線取り出し部分においては図１に示すようなステップ形
状を取る。パターニングは３回のフォトリソグラフ工程
で行う。ＺｎＯのエッチングには酢酸水溶液、Ａｕのエ
ッチングにはヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液をそれぞ
れ用いる。
電極６・７・８をカンチレバー形状にパターニングする
（図２（ｃ）参照）。パターン形状は、カンチレバー部
においてはバイモルフ５層とも同一パターンであり、配
線取り出し部分においては図１に示すようなステップ形
状を取る。パターニングは３回のフォトリソグラフ工程
で行う。ＺｎＯのエッチングには酢酸水溶液、Ａｕのエ
ッチングにはヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液をそれぞ
れ用いる。
【００１７】またさらに、上記圧電体と電極上の配線取
り出し部分及びトンネル電流取り出し電極部分にスパッ
タリング法にてＳｉＯ2絶縁膜９を成膜し、リフトオフ
にてパターンを形成する（図２（ｄ）参照）。その後、
Ａｌを真空蒸着法で２０００Å成膜し、リフトオフにて
取り出し配線１０を形成する。
り出し部分及びトンネル電流取り出し電極部分にスパッ
タリング法にてＳｉＯ2絶縁膜９を成膜し、リフトオフ
にてパターンを形成する（図２（ｄ）参照）。その後、
Ａｌを真空蒸着法で２０００Å成膜し、リフトオフにて
取り出し配線１０を形成する。
【００１８】最後に、トンネル電流取り出し電極１１及
びトンネル電流取り出し用探針１２を形成し、ＣＦ4，
Ｏ2ガスによる反応性イオンエッチングによりＳｉメン
ブレンを除去して、カンチレバーを形成する（図２
（ｅ）参照）。トンネル電流取り出し電極１１はＣｒ２
０Å及びＡｕ１０００Åを蒸着し、リフトオフにてパタ
ーニングする。トンネル電流取り出し用探針１２はＷ
（タングステン）を真空蒸着法で成膜して形成する。
びトンネル電流取り出し用探針１２を形成し、ＣＦ4，
Ｏ2ガスによる反応性イオンエッチングによりＳｉメン
ブレンを除去して、カンチレバーを形成する（図２
（ｅ）参照）。トンネル電流取り出し電極１１はＣｒ２
０Å及びＡｕ１０００Åを蒸着し、リフトオフにてパタ
ーニングする。トンネル電流取り出し用探針１２はＷ
（タングステン）を真空蒸着法で成膜して形成する。
【００１９】なお、Ｓｉ基板１のエッチング液としては
ＫＯＨ水溶液のほかにＮＨ4ＯＨ水溶液、ヒドラジン水
溶液、エチレンジアミンとピロカテコールの水溶液等も
同様に使用できる。
ＫＯＨ水溶液のほかにＮＨ4ＯＨ水溶液、ヒドラジン水
溶液、エチレンジアミンとピロカテコールの水溶液等も
同様に使用できる。
【００２０】Ｓｉ基板１の両面に形成された窒化シリコ
ン２は、酸化シリコン等、シリコンと選択的にエッチン
グできる材料であれば代用でき、その作製方法は従来公
知の技術、たとえば半導体産業で一般に用いられる真空
蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法などの薄膜作製技
術やフォトリソグラフ技術及びエッチング技術を適用す
ることができ、その作製方法は本発明を制限するもので
はない。
ン２は、酸化シリコン等、シリコンと選択的にエッチン
グできる材料であれば代用でき、その作製方法は従来公
知の技術、たとえば半導体産業で一般に用いられる真空
蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法などの薄膜作製技
術やフォトリソグラフ技術及びエッチング技術を適用す
ることができ、その作製方法は本発明を制限するもので
はない。
【００２１】実施例２
本実施例で示すのは、本発明によるまた別のカンチレバ
ー型プローブであり、その構成及び製造方法は実施例１
とほとんど同様である。異なるところは２層の圧電体４
・５と３層の電極６・７・８の材料及び成膜・パターニ
ングプロセスである。圧電体４・５には窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）を用い、電極６・７・８にはＡｌを用い
る。圧電体４・５はＡｌターゲットを用いスパッタリン
グ法にてＡｒ・Ｎ2雰囲気中でＡｌＮを３０００Å成膜
する。電極６・７・８も同一ターゲットを用い、スパッ
タリング法にてＡｌを１０００Å成膜する。ＡｌＮ圧電
体及びＡｌ電極はアルゴンイオンミリングによるドライ
エッチングにてパターニングを行う。
ー型プローブであり、その構成及び製造方法は実施例１
とほとんど同様である。異なるところは２層の圧電体４
・５と３層の電極６・７・８の材料及び成膜・パターニ
ングプロセスである。圧電体４・５には窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）を用い、電極６・７・８にはＡｌを用い
る。圧電体４・５はＡｌターゲットを用いスパッタリン
グ法にてＡｒ・Ｎ2雰囲気中でＡｌＮを３０００Å成膜
する。電極６・７・８も同一ターゲットを用い、スパッ
タリング法にてＡｌを１０００Å成膜する。ＡｌＮ圧電
体及びＡｌ電極はアルゴンイオンミリングによるドライ
エッチングにてパターニングを行う。
【００２２】本実施例のように圧電体材料が電極に用い
られる金属材料の化合物である場合、スパッタリング法
においては同一のターゲットで成膜することができる。
この際基板とターゲットの位置関係を同一にすることが
できるため、成膜時に膜厚分布がある場合にも局部的に
多層膜の膜厚をそろえることができる。また、圧電体４
・５と電極６・７・８の接合面で組成に関して連続変化
膜とすることができるため、密着性も向上する。本実施
例においてはＡｌＮとＡｌの場合を示したが、圧電体材
料としてＺｎＯ，電極材料としてＺｎを用いる場合など
も同様にこの方法が利用できる。
られる金属材料の化合物である場合、スパッタリング法
においては同一のターゲットで成膜することができる。
この際基板とターゲットの位置関係を同一にすることが
できるため、成膜時に膜厚分布がある場合にも局部的に
多層膜の膜厚をそろえることができる。また、圧電体４
・５と電極６・７・８の接合面で組成に関して連続変化
膜とすることができるため、密着性も向上する。本実施
例においてはＡｌＮとＡｌの場合を示したが、圧電体材
料としてＺｎＯ，電極材料としてＺｎを用いる場合など
も同様にこの方法が利用できる。
【００２３】実施例３
本実施例で示すのは、本発明によるまた別のカンチレバ
ー型プローブであり、その構成は実施例１とほとんど同
様である。異なるところは３層の電極のうち２層がカン
チレバーの中央で２分割されていることで、合計５つの
電極を有する３軸方向に駆動可能なカンチレバーとなっ
ている。
ー型プローブであり、その構成は実施例１とほとんど同
様である。異なるところは３層の電極のうち２層がカン
チレバーの中央で２分割されていることで、合計５つの
電極を有する３軸方向に駆動可能なカンチレバーとなっ
ている。
【００２４】以下にその具体例を示す。図４は実施例３
によるカンチレバー型プローブの縦断面図である。作製
方法のうち実施例１と異なるところはバイモルフのパタ
ーニング工程である。まず５層一括成膜されたバイモル
フの上電極８・８’、上圧電体５、中電極７・７’をパ
ターニングする際に図４に示すようにカンチレバーの中
央部分をエッチングする。その他のカンチレバー部分は
５層同一パターンであり、配線取り出し部分においては
図１と同様のステップ形状を取る。次にエッチングされ
た開口部分及び配線取り出し部分にスパッタリング法に
よりＳｉＯ2薄膜９・１３を４０００Å成膜し、リフト
オフにてパターンを形成する。
によるカンチレバー型プローブの縦断面図である。作製
方法のうち実施例１と異なるところはバイモルフのパタ
ーニング工程である。まず５層一括成膜されたバイモル
フの上電極８・８’、上圧電体５、中電極７・７’をパ
ターニングする際に図４に示すようにカンチレバーの中
央部分をエッチングする。その他のカンチレバー部分は
５層同一パターンであり、配線取り出し部分においては
図１と同様のステップ形状を取る。次にエッチングされ
た開口部分及び配線取り出し部分にスパッタリング法に
よりＳｉＯ2薄膜９・１３を４０００Å成膜し、リフト
オフにてパターンを形成する。
【００２５】図４のように、上電極８・８’と中電極７
・７’がカンチレバーの中央で２分割されていること
で、３軸方向への駆動が可能である。すなわち下電極６
を０電位とし、中電極７の電位、上電極８の電位、中電
極７’の電位、上電極８’の電子をそれぞれ別々に制御
することにより、３軸方向への駆動が可能である。
・７’がカンチレバーの中央で２分割されていること
で、３軸方向への駆動が可能である。すなわち下電極６
を０電位とし、中電極７の電位、上電極８の電位、中電
極７’の電位、上電極８’の電子をそれぞれ別々に制御
することにより、３軸方向への駆動が可能である。
【００２６】カンチレバー部分以外の構成は実施例１と
同様であり、基板、絶縁膜、圧電体、電極等に用いられ
る材料は実施例１と同じである。また、基板のメンブレ
ン形成工程やトンネル電流用探針形成工程などバイモル
フ形成工程以外の工程は実施例１と同じである。
同様であり、基板、絶縁膜、圧電体、電極等に用いられ
る材料は実施例１と同じである。また、基板のメンブレ
ン形成工程やトンネル電流用探針形成工程などバイモル
フ形成工程以外の工程は実施例１と同じである。
【００２７】
【発明の効果】以上実施例１〜３に示したカンチレバー
型プローブにおいては、成膜プロセス間のレジスト工
程がないため、バイモルフ各層間にレジスト残りやゴミ
が発生しない。真空装置から圧電体薄膜及び電極を出
さないため、バイモルフ各層膜の表面に酸化などの膜質
変化がなく、密着性が良い。プロセス工程数が少な
く、歩留が向上する。以上〜の効果がある。
型プローブにおいては、成膜プロセス間のレジスト工
程がないため、バイモルフ各層間にレジスト残りやゴミ
が発生しない。真空装置から圧電体薄膜及び電極を出
さないため、バイモルフ各層膜の表面に酸化などの膜質
変化がなく、密着性が良い。プロセス工程数が少な
く、歩留が向上する。以上〜の効果がある。
【図１】本発明のカンチレバー型プローブの立体断面図
である。
である。
【図２】本発明のカンチレバー型プローブのプロセス工
程図である。
程図である。
【図３】バイモルフ成膜に用いられるマグネトロンスパ
ッタリング装置の概略図である。
ッタリング装置の概略図である。
【図４】本発明によるまた別のカンチレバー型プローブ
の縦断面図である。
の縦断面図である。
１ Ｓｉ基板
２ 窒化シリコン
３ Ｓｉメンブレン
４ 下ＺｎＯ圧電体薄膜
５ 上ＺｎＯ圧電体薄膜
６ 下電極
７・７’ 中電極
８・８’ 上電極
９ 絶縁膜
１０ 取り出し配線
１１ トンネル電流取り出し電極
１２ トンネル電流取り出し用探針
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高松 修
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 笠貫 有二
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 平井 裕
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜を
圧電逆効果により変位させるための複数の電極とを有す
るカンチレバー（片持ちばり）状変位素子の上面自由端
部に、情報入出力用プローブを設けたカンチレバー型プ
ローブの製造方法において、前記複数の圧電体薄膜と前
記複数の電極とを真空装置内で連続して成膜することを
特徴とするカンチレバー型プローブの製造方法。 - 【請求項２】 圧電体薄膜が２層あり、電極が３層ある
ことを特徴とする請求項１に記載のカンチレバー型プロ
ーブの製造方法。 - 【請求項３】 複数の圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜を
圧電逆効果により変位させるための複数の電極とを有す
るカンチレバー（片持ちばり）状変位素子の上面自由端
部に、情報入出力用プローブを設けたカンチレバー型プ
ローブにおいて、前記複数の圧電体薄膜と前記複数の電
極とが真空装置内で連続して成膜されてなることを特徴
とするカンチレバー型プローブ。 - 【請求項４】 圧電体薄膜が２層あり、電極が３層ある
ことを特徴とする請求項３に記載のカンチレバー型プロ
ーブ。 - 【請求項５】 圧電体に用いられる圧電材料が、電極に
用いられる金属材料を含む化合物であることを特徴とす
る請求項３又は４に記載のカンチレバー型プローブ。 - 【請求項６】 請求項３記載のカンチレバー型プローブ
を試料に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動のた
めの駆動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設け、
試料と探針との間に電圧を印加し、トンネル電流の検出
結果に基づき、試料表面の情報を出力することを特徴と
する走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項７】 請求項３記載のカンチレバー型プローブ
を記録媒体に対向配置し、カンチレバー型プローブ駆動
のための駆動手段と該駆動手段を制御する制御手段を設
け、かつ、探針との間に印加しうる情報記録再生用バイ
アス電圧印加回路を具備したことを特徴とする情報処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18415591A JPH0510715A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | カンチレバー型プローブ、その製造方法、該プローブを用いた走査型トンネル顕微鏡及び情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18415591A JPH0510715A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | カンチレバー型プローブ、その製造方法、該プローブを用いた走査型トンネル顕微鏡及び情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510715A true JPH0510715A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16148331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18415591A Pending JPH0510715A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | カンチレバー型プローブ、その製造方法、該プローブを用いた走査型トンネル顕微鏡及び情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014092630A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Denso Corp | 光走査装置および製造方法 |
| CN104155478A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-11-19 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于快速扫描原子力显微镜的探针自减振方法 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18415591A patent/JPH0510715A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014092630A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Denso Corp | 光走査装置および製造方法 |
| CN104155478A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-11-19 | 中国科学院电工研究所 | 一种应用于快速扫描原子力显微镜的探针自减振方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010821 |