JPH08304423A - 集積型ｓｐｍセンサ - Google Patents
集積型ｓｐｍセンサInfo
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- JPH08304423A JPH08304423A JP7137479A JP13747995A JPH08304423A JP H08304423 A JPH08304423 A JP H08304423A JP 7137479 A JP7137479 A JP 7137479A JP 13747995 A JP13747995 A JP 13747995A JP H08304423 A JPH08304423 A JP H08304423A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 探針部に光注入機構を集積化し、カンチレバ
ー部に光検出機構を集積化して装置の小型化を図った集
積型ＳＰＭセンサを提供する。 【構成】 自由端に探針部６を有するＮ型シリコン３か
らなるカンチレバー部４と、該カンチレバー部４の基端
を支持するレバー支持部１とを備え、探針部６には、Ga
Ｐ基板５上にＰ型GaＰ層17とＮ型GaＰ層18を積層して構
成した発光ダイオードを設け、カンチレバー部４には、
該カンチレバー部４を構成するＮ型シリコン３と該Ｎ型
シリコン３上に形成したＰ型シリコン層８とで構成した
フォトダイオードを設けて、集積型ＳＰＭカンチレバー
を構成し、該カンチレバーに対して、フォトダイオード
からの信号を受けて表面情報を出力する信号処理回路を
設けて集積型ＳＰＭセンサを構成する。
ー部に光検出機構を集積化して装置の小型化を図った集
積型ＳＰＭセンサを提供する。 【構成】 自由端に探針部６を有するＮ型シリコン３か
らなるカンチレバー部４と、該カンチレバー部４の基端
を支持するレバー支持部１とを備え、探針部６には、Ga
Ｐ基板５上にＰ型GaＰ層17とＮ型GaＰ層18を積層して構
成した発光ダイオードを設け、カンチレバー部４には、
該カンチレバー部４を構成するＮ型シリコン３と該Ｎ型
シリコン３上に形成したＰ型シリコン層８とで構成した
フォトダイオードを設けて、集積型ＳＰＭカンチレバー
を構成し、該カンチレバーに対して、フォトダイオード
からの信号を受けて表面情報を出力する信号処理回路を
設けて集積型ＳＰＭセンサを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、走査型プローブ顕微
鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope ）に用いられ
る集積型ＳＰＭセンサに関する。
鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope ）に用いられ
る集積型ＳＰＭセンサに関する。
【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り、ＳＰ
Ｍの一種とされている。
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り、ＳＰ
Ｍの一種とされている。
【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】更に、最近では、光ファイバーのブローブ
の代わりにカンチレバーを用いてＳＮＯＭ測定と原子間
力顕微鏡（ＡＦＭ）測定を同時に行う方法が、N. F. Va
n Hulst,らにより提案されている。このＳＮＯＭは、例
えば、N. F. Van Hulst, M.H. P. Moers, O. F. J. Noo
rdman, R. G. Track, F. B. Stegerink and B. Bolger
の論文“ Near-field optical microscope using a sil
icon-nitride probe "｛ Appl. Phys. Lett. 62, 461-4
63（1993）｝に開示されている。
の代わりにカンチレバーを用いてＳＮＯＭ測定と原子間
力顕微鏡（ＡＦＭ）測定を同時に行う方法が、N. F. Va
n Hulst,らにより提案されている。このＳＮＯＭは、例
えば、N. F. Van Hulst, M.H. P. Moers, O. F. J. Noo
rdman, R. G. Track, F. B. Stegerink and B. Bolger
の論文“ Near-field optical microscope using a sil
icon-nitride probe "｛ Appl. Phys. Lett. 62, 461-4
63（1993）｝に開示されている。
【０００５】なお、ここでＡＦＭとは、特開昭６２−１
３０３０２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）に提案されている装置であ
り、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
になっているものである。
３０３０２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）に提案されている装置であ
り、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
になっているものである。
【０００６】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。
【０００７】ここでカンチレバーの変位測定原理として
は、圧電抵抗効果を利用している。すなわち探針先端を
測定試料に近接させると、探針と試料間に働く相互作用
力によりカンチレバー部がたわみ、歪みを生じる。カン
チレバー部には抵抗層が積層されていて、カンチレバー
の歪みに応じてその抵抗値が変化する。従って、抵抗層
に対して電極部より定電圧を加えておけば、カンチレバ
ーの歪み量に応じて抵抗層を流れる電流が変化し、電流
の変化を検出することにより、カンチレバーの変位量を
知ることが出来る。
は、圧電抵抗効果を利用している。すなわち探針先端を
測定試料に近接させると、探針と試料間に働く相互作用
力によりカンチレバー部がたわみ、歪みを生じる。カン
チレバー部には抵抗層が積層されていて、カンチレバー
の歪みに応じてその抵抗値が変化する。従って、抵抗層
に対して電極部より定電圧を加えておけば、カンチレバ
ーの歪み量に応じて抵抗層を流れる電流が変化し、電流
の変化を検出することにより、カンチレバーの変位量を
知ることが出来る。
【０００８】このような集積型ＡＦＭセンサは、構成が
極めて簡単で小型であることから、カンチレバー側を走
査するいわゆるスタンドアロン型のＡＦＭを構成できる
ようになると期待されている。従来のＡＦＭでは試料を
ＸＹ方向に動かしてカンチレバー先端の探針との相対的
位置関係を変化させるため、試料の大きさが最大数cm程
度に限られるが、スタンドアロン型のＡＦＭは、このよ
うな試料の大きさの制限を取り除くことができるという
利点がある。
極めて簡単で小型であることから、カンチレバー側を走
査するいわゆるスタンドアロン型のＡＦＭを構成できる
ようになると期待されている。従来のＡＦＭでは試料を
ＸＹ方向に動かしてカンチレバー先端の探針との相対的
位置関係を変化させるため、試料の大きさが最大数cm程
度に限られるが、スタンドアロン型のＡＦＭは、このよ
うな試料の大きさの制限を取り除くことができるという
利点がある。
【０００９】次に、従来の集積型ＡＦＭセンサの構成例
を図６を参照して説明する。まず製造工程について説明
する。スタートウェハ100 として、図６の（Ａ）に示す
ように、レバー支持部となるシリコンウェハ110 の上に
酸化シリコンの分離層112 を介してＮ型シリコン層114
を設けたもの、例えば貼り合わせＳＯＩ（Silicon onIn
sulator）ウェハを用意する。次に、シリコン層114 の
表面にイオンインプランテーションによりボロンＢを打
ち込んでピエゾ抵抗層116 を形成し、図６の（Ｄ）に図
示した形状にパターニングした後、表面を酸化シリコン
膜等の絶縁膜118 で覆う。そしてカンチレバーの固定端
側にボンディング用の穴をあけ、アルミニウムをスパッ
タリングして電極120 を形成する。更に、レバー支持部
となるシリコンウェハ110 の下側にレジスト層122 を形
成し、このレジスト層122 をパターニングし開口を形成
して、図６の（Ｂ）に示すような形状とする。続いて、
オーミックコンタクトをとるための熱処理をした後、レ
ジスト層122 をマスクとして湿式異方性エッチングによ
り分離層112 までエッチングし、最後にフッ酸でカンチ
レバー部124 下部の分離層112 をエッチングしてカンチ
レバー部124 を形成し、集積型ＡＦＭセンサを完成す
る。その側断面図を図６の（Ｃ）に、その上面図を図６
の（Ｄ）に示す。
を図６を参照して説明する。まず製造工程について説明
する。スタートウェハ100 として、図６の（Ａ）に示す
ように、レバー支持部となるシリコンウェハ110 の上に
酸化シリコンの分離層112 を介してＮ型シリコン層114
を設けたもの、例えば貼り合わせＳＯＩ（Silicon onIn
sulator）ウェハを用意する。次に、シリコン層114 の
表面にイオンインプランテーションによりボロンＢを打
ち込んでピエゾ抵抗層116 を形成し、図６の（Ｄ）に図
示した形状にパターニングした後、表面を酸化シリコン
膜等の絶縁膜118 で覆う。そしてカンチレバーの固定端
側にボンディング用の穴をあけ、アルミニウムをスパッ
タリングして電極120 を形成する。更に、レバー支持部
となるシリコンウェハ110 の下側にレジスト層122 を形
成し、このレジスト層122 をパターニングし開口を形成
して、図６の（Ｂ）に示すような形状とする。続いて、
オーミックコンタクトをとるための熱処理をした後、レ
ジスト層122 をマスクとして湿式異方性エッチングによ
り分離層112 までエッチングし、最後にフッ酸でカンチ
レバー部124 下部の分離層112 をエッチングしてカンチ
レバー部124 を形成し、集積型ＡＦＭセンサを完成す
る。その側断面図を図６の（Ｃ）に、その上面図を図６
の（Ｄ）に示す。
【００１０】このようにして作製した集積型ＡＦＭセン
サにおいては、測定の際には、２つの電極120 の間に数
ボルト以下のＤＣ電圧を印加し、カンチレバー部124 の
先端を試料に接近させる。カンチレバー部124 の先端と
試料表面の原子間に相互作用力が働くと、カンチレバー
部124 が変位する。これに応じてピエゾ抵抗層116 の抵
抗値が変化するため、カンチレバー部124 の変位が２つ
の電極120 の間に流れる電流信号として得られる。
サにおいては、測定の際には、２つの電極120 の間に数
ボルト以下のＤＣ電圧を印加し、カンチレバー部124 の
先端を試料に接近させる。カンチレバー部124 の先端と
試料表面の原子間に相互作用力が働くと、カンチレバー
部124 が変位する。これに応じてピエゾ抵抗層116 の抵
抗値が変化するため、カンチレバー部124 の変位が２つ
の電極120 の間に流れる電流信号として得られる。
【００１１】また更に、近年、カンチレバーのねじれ量
（ＬＦＭ信号）が検出できる機能を付加した集積型ＳＰ
Ｍセンサが提案されている。かかる機能をもつ集積型Ｓ
ＰＭセンサは、例えば特開平５−０６３５４７号に開示
されている。
（ＬＦＭ信号）が検出できる機能を付加した集積型ＳＰ
Ｍセンサが提案されている。かかる機能をもつ集積型Ｓ
ＰＭセンサは、例えば特開平５−０６３５４７号に開示
されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、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
は別個に光検出機構を設け、更に光源も別個に設けなけ
ればならず、装置の大型化を招いていた。それに伴い、
外部の振動の影響を受けやすく、しかも装置の作成も容
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、
感度が悪くなるという問題点があった。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、ユーザには大きな負担となってし
まうという問題点があった。また、プローブが１度に大
量に作製できないため、コストが高くなるという問題も
あった。
ァイバープローブを使用したＳＮＯＭでは、プローブと
は別個に光検出機構を設け、更に光源も別個に設けなけ
ればならず、装置の大型化を招いていた。それに伴い、
外部の振動の影響を受けやすく、しかも装置の作成も容
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、
感度が悪くなるという問題点があった。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、ユーザには大きな負担となってし
まうという問題点があった。また、プローブが１度に大
量に作製できないため、コストが高くなるという問題も
あった。
【００１３】本発明は、従来のＳＮＯＭ等のＳＰＭ装置
における上記問題点解消するためになされたもので、請
求項１記載の発明は、装置の小型化と光検出効率の向上
を図ることができ、且つ他のＳＰＭ装置との互換性のあ
る集積型ＳＰＭセンサを提供することを目的とする。請
求項２及び３記載の発明は、半導体製造プロセスで容易
に作製ができ、コストの低減化を図ることの可能な集積
型ＳＰＭセンサを提供することを目的とする。請求項４
記載の発明は、更に簡単なプロセスで作製でき、更にコ
ストの低減化を図ることの可能な集積型ＳＰＭセンサを
提供することを目的とする。請求項５記載の発明は、更
に高感度化を図ることの可能な集積型ＳＰＭセンサを提
供することを目的とする。
における上記問題点解消するためになされたもので、請
求項１記載の発明は、装置の小型化と光検出効率の向上
を図ることができ、且つ他のＳＰＭ装置との互換性のあ
る集積型ＳＰＭセンサを提供することを目的とする。請
求項２及び３記載の発明は、半導体製造プロセスで容易
に作製ができ、コストの低減化を図ることの可能な集積
型ＳＰＭセンサを提供することを目的とする。請求項４
記載の発明は、更に簡単なプロセスで作製でき、更にコ
ストの低減化を図ることの可能な集積型ＳＰＭセンサを
提供することを目的とする。請求項５記載の発明は、更
に高感度化を図ることの可能な集積型ＳＰＭセンサを提
供することを目的とする。
【００１４】
【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、請求項１記載の発明は、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注入機構
と、前記カンチレバー部に設けられた光検出機構とを有
する集積型ＳＰＭカンチレバーに対して、前記光検出機
構からの信号を受けて表面情報を出力する信号処理回路
を設けて、集積型ＳＰＭセンサを構成するものである。
決するため、請求項１記載の発明は、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注入機構
と、前記カンチレバー部に設けられた光検出機構とを有
する集積型ＳＰＭカンチレバーに対して、前記光検出機
構からの信号を受けて表面情報を出力する信号処理回路
を設けて、集積型ＳＰＭセンサを構成するものである。
【００１５】このように構成した集積型ＳＰＭセンサに
おいて、ＳＮＯＭ測定の際には、探針部の光注入機構か
らの光を測定試料に照射し、測定試料表面で反射した反
射光をカンチレバー部に設けた光検出機構により検知す
る。検知された反射光は光強度信号に変換され、この信
号に基づいて信号処理回路において測定試料の表面情報
を出力する。これにより従来のＳＰＭ，特にＡＦＭとほ
ぼ同様な構成でＳＮＯＭ測定を可能にする。このよう
に、従来必要とされていた別個の光源と光検出器が必要
でなくなり、装置の小型化を図ることができ、また光注
入機構がカンチレバー部の自由端の探針部に設けられて
いるため、光軸調整などの操作を省くことができ、より
簡単な操作で測定が可能となる。更に、光注入機構及び
光検出機構が探針部及びカンチレバー部に設けられてい
るため、カンチレバー自体を操作するスタンドアロンタ
イプの集積型ＳＰＭセンサが得られ、より高速の操作が
可能となる。
おいて、ＳＮＯＭ測定の際には、探針部の光注入機構か
らの光を測定試料に照射し、測定試料表面で反射した反
射光をカンチレバー部に設けた光検出機構により検知す
る。検知された反射光は光強度信号に変換され、この信
号に基づいて信号処理回路において測定試料の表面情報
を出力する。これにより従来のＳＰＭ，特にＡＦＭとほ
ぼ同様な構成でＳＮＯＭ測定を可能にする。このよう
に、従来必要とされていた別個の光源と光検出器が必要
でなくなり、装置の小型化を図ることができ、また光注
入機構がカンチレバー部の自由端の探針部に設けられて
いるため、光軸調整などの操作を省くことができ、より
簡単な操作で測定が可能となる。更に、光注入機構及び
光検出機構が探針部及びカンチレバー部に設けられてい
るため、カンチレバー自体を操作するスタンドアロンタ
イプの集積型ＳＰＭセンサが得られ、より高速の操作が
可能となる。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の集
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記カンチレバー部は半導
体部材で構成されており、前記光検出機構は集積化され
た半導体光センサで構成され、前記光注入機構は半導体
発光素子で構成するものであり、また請求項３記載の発
明は、請求項２記載の集積型ＳＰＭセンサにおいて、前
記半導体発光素子は発光ダイオードで構成され、前記半
導体光センサはフォトダイオードで構成するものであ
る。これにより、半導体製造プロセスを利用して簡単に
且つ一度に大量生産が可能となり、コストの低減化を図
ることができる。
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記カンチレバー部は半導
体部材で構成されており、前記光検出機構は集積化され
た半導体光センサで構成され、前記光注入機構は半導体
発光素子で構成するものであり、また請求項３記載の発
明は、請求項２記載の集積型ＳＰＭセンサにおいて、前
記半導体発光素子は発光ダイオードで構成され、前記半
導体光センサはフォトダイオードで構成するものであ
る。これにより、半導体製造プロセスを利用して簡単に
且つ一度に大量生産が可能となり、コストの低減化を図
ることができる。
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項２記載の集
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記半導体発光素子は多孔
質シリコンを有するＥＬ素子で構成され、前記半導体光
センサはフォトダイオードで構成するものである。これ
により、光注入機構として発光ダイオードを形成する場
合に必要とするＰＮジャンクションを形成するプロセス
や遮光膜が必要なくなり、製造プロセスを一層簡略化す
ることができ、更にコストの低減化を図ることができ
る。
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記半導体発光素子は多孔
質シリコンを有するＥＬ素子で構成され、前記半導体光
センサはフォトダイオードで構成するものである。これ
により、光注入機構として発光ダイオードを形成する場
合に必要とするＰＮジャンクションを形成するプロセス
や遮光膜が必要なくなり、製造プロセスを一層簡略化す
ることができ、更にコストの低減化を図ることができ
る。
【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１記載の集
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記カンチレバー部に設け
られた光検出機構の受光面を、前記探針部に設けられた
光注入機構を囲むように形成するものである。これによ
り、光検出機構の受光面積が拡大され、反射光をより多
く検出することが可能となり、感度を向上させることが
できる。
積型ＳＰＭセンサにおいて、前記カンチレバー部に設け
られた光検出機構の受光面を、前記探針部に設けられた
光注入機構を囲むように形成するものである。これによ
り、光検出機構の受光面積が拡大され、反射光をより多
く検出することが可能となり、感度を向上させることが
できる。
【００１９】
〔第１実施例〕次に、本発明に係る集積型ＳＰＭセンサ
の実施例について説明する。図１は、本発明に係る集積
型ＳＰＭセンサの第１実施例を示す図で、図２は、その
断面図であり、図６に示した従来例に準じた工程で作製
されている。図１及び図２において、１はレバー支持部
で、該レバー支持部１上には酸化シリコン層２を介して
Ｎ型シリコン層３が形成されている。このＮ型シリコン
層３は、カンチレバー部４の自由端側の先端部以外の本
体部を構成しており、カンチレバー部４の自由端側の先
端部には、例えばGaＰ基板５からなる探針部６を設けて
いる。前記カンチレバー部４のＮ型シリコン層３からな
る本体部には、Ｎ+ 型シリコン層７，Ｐ型シリコン層
８，Ｐ+ 型シリコン層９が形成されており、ＰＮフォト
ダイオードを構成している。そして、アルミニウム等の
電極10，11がＮ型シリコン層３の表面に形成された絶縁
層12に設けられたコンタクトホール13，14を介して、そ
れぞれＮ+ 型シリコン層７，Ｐ+ 型シリコン層９に接続
されている。
の実施例について説明する。図１は、本発明に係る集積
型ＳＰＭセンサの第１実施例を示す図で、図２は、その
断面図であり、図６に示した従来例に準じた工程で作製
されている。図１及び図２において、１はレバー支持部
で、該レバー支持部１上には酸化シリコン層２を介して
Ｎ型シリコン層３が形成されている。このＮ型シリコン
層３は、カンチレバー部４の自由端側の先端部以外の本
体部を構成しており、カンチレバー部４の自由端側の先
端部には、例えばGaＰ基板５からなる探針部６を設けて
いる。前記カンチレバー部４のＮ型シリコン層３からな
る本体部には、Ｎ+ 型シリコン層７，Ｐ型シリコン層
８，Ｐ+ 型シリコン層９が形成されており、ＰＮフォト
ダイオードを構成している。そして、アルミニウム等の
電極10，11がＮ型シリコン層３の表面に形成された絶縁
層12に設けられたコンタクトホール13，14を介して、そ
れぞれＮ+ 型シリコン層７，Ｐ+ 型シリコン層９に接続
されている。
【００２０】上記絶縁層12は、Ｎ型シリコン層３の表面
ばかりでなく、探針部６の先端部とコンタクトホール1
3，14，15，16を除いて、カンチレバー部４の全面を覆
うように形成されている。またカンチレバー部４の本体
部を構成するＮ型シリコン層３と、カンチレバー部４の
自由端側の探針部６を構成するGaＰ基板５との間も、前
記絶縁層12で絶縁されている。また、カンチレバー部４
の探針部６には発光ダイオードが形成されており、この
発光ダイオードは、例えばGaＰ基板５を基板としてＰ型
GaＰ層17とＮ型GaＰ層18を積層した構造となっており、
絶縁層12に設けられたコンタクトホール13，14を介し
て、アルミニウム等の電極19，20がそれぞれＰ型GaＰ層
17とＮ型GaＰ層18に接続されている。また、この発光ダ
イオードが形成されている探針部６の表面には、絶縁層
12を介してアルミニウム等からなる遮光膜21が形成され
ており、そして探針部６の先端においては光を照射する
ため、前記遮光膜21に対して開口22が設けられている。
ばかりでなく、探針部６の先端部とコンタクトホール1
3，14，15，16を除いて、カンチレバー部４の全面を覆
うように形成されている。またカンチレバー部４の本体
部を構成するＮ型シリコン層３と、カンチレバー部４の
自由端側の探針部６を構成するGaＰ基板５との間も、前
記絶縁層12で絶縁されている。また、カンチレバー部４
の探針部６には発光ダイオードが形成されており、この
発光ダイオードは、例えばGaＰ基板５を基板としてＰ型
GaＰ層17とＮ型GaＰ層18を積層した構造となっており、
絶縁層12に設けられたコンタクトホール13，14を介し
て、アルミニウム等の電極19，20がそれぞれＰ型GaＰ層
17とＮ型GaＰ層18に接続されている。また、この発光ダ
イオードが形成されている探針部６の表面には、絶縁層
12を介してアルミニウム等からなる遮光膜21が形成され
ており、そして探針部６の先端においては光を照射する
ため、前記遮光膜21に対して開口22が設けられている。
【００２１】そして、このように構成された集積型ＳＰ
Ｍカンチレバーの電極19，20の間には、発光ダイオード
を発光させるために所定の電位差が与えられる。例え
ば、電極20はＧＮＤ電位に保たれており、電極19には直
流定電圧電源25が接続されており、正の電圧が数Ｖ印加
されている。また電極10，11の間には光を検出するため
に所定の逆バイアスの電圧が印加される。例えば、電極
10には電流検出用のオペアンプ26が接続されＧＮＤ電位
に保たれており，電極11には直流定電圧電源27が接続さ
れ、負の電圧が数Ｖ印加されている。
Ｍカンチレバーの電極19，20の間には、発光ダイオード
を発光させるために所定の電位差が与えられる。例え
ば、電極20はＧＮＤ電位に保たれており、電極19には直
流定電圧電源25が接続されており、正の電圧が数Ｖ印加
されている。また電極10，11の間には光を検出するため
に所定の逆バイアスの電圧が印加される。例えば、電極
10には電流検出用のオペアンプ26が接続されＧＮＤ電位
に保たれており，電極11には直流定電圧電源27が接続さ
れ、負の電圧が数Ｖ印加されている。
【００２２】以上のように構成された集積型ＳＰＭセン
サにおいては、従来、別個に必要とされていた光源と光
検出器が必要なくなり、装置の小型化が可能となる。ま
た、光源がカンチレバー部自体に設けられているため、
光軸調整などの手間が省け、より簡単な操作で測定が可
能となる。更に、光源、光検出器ともカンチレバー部に
設けてあるため、カンチレバー自体を走査するスタンド
アロンタイプのカンチレバーが提供でき、より高速な走
査が可能となる。更にまた、半導体プロセスで作製でき
るため、バッチ処理が可能となり、コスト低減につなが
る。そして、更にカンチレバー部の反りを検出する手
段、例えばピエゾ抵抗層をカンチレバー部に設け、電気
的にカンチレバー部の反りを検出することにより、ある
いはカンチレバー部の裏面に反射膜をコーティングし、
光学的にカンチレバー部の反りを検出することにより、
ＡＦＭ測定も可能となり、ＡＦＭ・ＳＮＯＭ同時測定が
可能となる。
サにおいては、従来、別個に必要とされていた光源と光
検出器が必要なくなり、装置の小型化が可能となる。ま
た、光源がカンチレバー部自体に設けられているため、
光軸調整などの手間が省け、より簡単な操作で測定が可
能となる。更に、光源、光検出器ともカンチレバー部に
設けてあるため、カンチレバー自体を走査するスタンド
アロンタイプのカンチレバーが提供でき、より高速な走
査が可能となる。更にまた、半導体プロセスで作製でき
るため、バッチ処理が可能となり、コスト低減につなが
る。そして、更にカンチレバー部の反りを検出する手
段、例えばピエゾ抵抗層をカンチレバー部に設け、電気
的にカンチレバー部の反りを検出することにより、ある
いはカンチレバー部の裏面に反射膜をコーティングし、
光学的にカンチレバー部の反りを検出することにより、
ＡＦＭ測定も可能となり、ＡＦＭ・ＳＮＯＭ同時測定が
可能となる。
【００２３】なお、上記実施例において、Ｐ型シリコン
層とＮ型シリコン層，Ｐ+ 型シリコン層とＮ+ 型シリコ
ン層，またＰ型GaＰ層とＮ型GaＰ層を、それぞれ逆に形
成した構成としてもよい。この場合は、各部の印加バイ
アスの極性も反対とする。また、本実施例では発光ダイ
オードとしてGaＰを用いて構成したものを示したが、測
定試料に吸収されにくい波長の発光ダイオードを用いる
と、測定試料に吸収される光が少なくなり、反射光の減
少が抑えられて更に良好な測定が可能となる。また本実
施例ではカンチレバー部を１本で構成したものを示した
が、カンチレバー部は何本で構成してもかまわない。
層とＮ型シリコン層，Ｐ+ 型シリコン層とＮ+ 型シリコ
ン層，またＰ型GaＰ層とＮ型GaＰ層を、それぞれ逆に形
成した構成としてもよい。この場合は、各部の印加バイ
アスの極性も反対とする。また、本実施例では発光ダイ
オードとしてGaＰを用いて構成したものを示したが、測
定試料に吸収されにくい波長の発光ダイオードを用いる
と、測定試料に吸収される光が少なくなり、反射光の減
少が抑えられて更に良好な測定が可能となる。また本実
施例ではカンチレバー部を１本で構成したものを示した
が、カンチレバー部は何本で構成してもかまわない。
【００２４】〔第２実施例〕次に第２実施例について説
明する。図３は第２実施例の集積型ＳＰＭセンサの平面
図で、図４は、その断面図であり、図１及び図２に示し
た第１実施例と同一又は対応する部材には同一符号を付
して、その説明を省略する。なお、この実施例も図６に
示した従来例に準じた工程で作製される。この実施例に
おいては、カンチレバー部４の自由端側の先端部には、
絶縁層12によりＮ型シリコン層３と絶縁されてＮ型シリ
コン層31からなる探針部６が設けられている。探針部６
の先端には、Ｎ型シリコン層31を基板として多孔質シリ
コン層32が形成されており、この多孔質シリコン層32の
表面を除いたＮ型シリコン層31の表面は絶縁層12により
覆われている。そして、前記多孔質シリコン層32の表面
を覆うように透明電極33，例えば、ＥＣＲスパッタによ
るＩＴＯ膜による透明電極が形成されており、この透明
電極33の引き出し部分はＮ型シリコン層31と接触しない
ように、絶縁層12上に形成されている。そして、これら
のＮ型シリコン層31と多孔質シリコン層32と透明電極33
とでＥＬ素子を構成しており、絶縁層12に設けられたコ
ンタクトホール34，35を介して、アルミニウム等からな
る電極36，37が、それぞれ透明電極33とＮ型シリコン層
31に接続されている。
明する。図３は第２実施例の集積型ＳＰＭセンサの平面
図で、図４は、その断面図であり、図１及び図２に示し
た第１実施例と同一又は対応する部材には同一符号を付
して、その説明を省略する。なお、この実施例も図６に
示した従来例に準じた工程で作製される。この実施例に
おいては、カンチレバー部４の自由端側の先端部には、
絶縁層12によりＮ型シリコン層３と絶縁されてＮ型シリ
コン層31からなる探針部６が設けられている。探針部６
の先端には、Ｎ型シリコン層31を基板として多孔質シリ
コン層32が形成されており、この多孔質シリコン層32の
表面を除いたＮ型シリコン層31の表面は絶縁層12により
覆われている。そして、前記多孔質シリコン層32の表面
を覆うように透明電極33，例えば、ＥＣＲスパッタによ
るＩＴＯ膜による透明電極が形成されており、この透明
電極33の引き出し部分はＮ型シリコン層31と接触しない
ように、絶縁層12上に形成されている。そして、これら
のＮ型シリコン層31と多孔質シリコン層32と透明電極33
とでＥＬ素子を構成しており、絶縁層12に設けられたコ
ンタクトホール34，35を介して、アルミニウム等からな
る電極36，37が、それぞれ透明電極33とＮ型シリコン層
31に接続されている。
【００２５】そして、このように構成された集積型ＳＰ
Ｍカンチレバーの電極36，37間には、ＥＬ素子を発光さ
せるために所定の電位が与えられる。例えば、電極36は
ＧＮＤ電位に保たれており、電極37には直流定電圧電源
38が接続されており、正の電圧が数十Ｖ印加されてい
る。また電極10，11間には光を検出するために所定の逆
バイアスの電圧が印加される。例えば、電極10には第１
実施例と同様に電流検出用のオペアンプ26が接続されＧ
ＮＤ電位に保たれており、電極11には直流定電圧電源27
が接続され、負の電圧が数Ｖ印加されている。
Ｍカンチレバーの電極36，37間には、ＥＬ素子を発光さ
せるために所定の電位が与えられる。例えば、電極36は
ＧＮＤ電位に保たれており、電極37には直流定電圧電源
38が接続されており、正の電圧が数十Ｖ印加されてい
る。また電極10，11間には光を検出するために所定の逆
バイアスの電圧が印加される。例えば、電極10には第１
実施例と同様に電流検出用のオペアンプ26が接続されＧ
ＮＤ電位に保たれており、電極11には直流定電圧電源27
が接続され、負の電圧が数Ｖ印加されている。
【００２６】以上のように構成された第２実施例におい
ては、第１実施例と同様に従来別個に必要とされていた
光源と光検出器が必要なくなり、装置の小型化が可能と
なる。また、光源がカンチレバー部自体に設けられてい
るため、光軸調整などの手間が省け、より簡単な操作で
測定が可能となる。更に、光源，光検出器ともカンチレ
バー部に設けてあるため、カンチレバー自体を走査する
スタンドアロンタイプのカンチレバーが提供でき、より
高速な走査が可能となる。更にまた、多孔質シリコン層
を探針部の先端にのみ形成してＥＬ素子を構成している
ので、発光ダイオードを形成する場合に必要であったＰ
Ｎジャンクションを作製するプロセスや遮光膜が必要な
くなり、発光素子の作製プロセスが簡略化でき、コスト
の低減が可能となる。そして、更にカンチレバー部の反
りを検出する手段、例えばピエゾ抵抗層をカンチレバー
部に設け、電気的にカンチレバー部の反りを検出するこ
とにより、あるいはカンチレバー部の裏面に反射膜をコ
ーティングし光学的にカンチレバー部の反りを検出する
ことにより、ＡＦＭ測定も可能となり、ＡＦＭ・ＳＮＯ
Ｍ同時測定が可能となる。
ては、第１実施例と同様に従来別個に必要とされていた
光源と光検出器が必要なくなり、装置の小型化が可能と
なる。また、光源がカンチレバー部自体に設けられてい
るため、光軸調整などの手間が省け、より簡単な操作で
測定が可能となる。更に、光源，光検出器ともカンチレ
バー部に設けてあるため、カンチレバー自体を走査する
スタンドアロンタイプのカンチレバーが提供でき、より
高速な走査が可能となる。更にまた、多孔質シリコン層
を探針部の先端にのみ形成してＥＬ素子を構成している
ので、発光ダイオードを形成する場合に必要であったＰ
Ｎジャンクションを作製するプロセスや遮光膜が必要な
くなり、発光素子の作製プロセスが簡略化でき、コスト
の低減が可能となる。そして、更にカンチレバー部の反
りを検出する手段、例えばピエゾ抵抗層をカンチレバー
部に設け、電気的にカンチレバー部の反りを検出するこ
とにより、あるいはカンチレバー部の裏面に反射膜をコ
ーティングし光学的にカンチレバー部の反りを検出する
ことにより、ＡＦＭ測定も可能となり、ＡＦＭ・ＳＮＯ
Ｍ同時測定が可能となる。
【００２７】なお、上記第２実施例においても、Ｐ型シ
リコン層とＮ型シリコン層，Ｐ+ 型シリコン層，Ｎ+ 型
シリコン層をそれぞれ逆に形成した構成としてもよい。
この場合は、各部の印加バイアスの極性も反対とする。
また、多孔質シリコン層を形成する基板もＰ型シリコン
基板，Ｎ型シリコン基板のどちらでもかまわないが、望
ましくは発光強度の高いＮ型シリコン基板を用いた方が
よい。更に、多孔質シリコン層を発光させる手段とし
て、本実施例ではＥＬ構成としたものを示したが、光を
照射して発光させる手段を用いることも可能である。こ
の場合、光を照射する光源としては、紫外線，Ａr イオ
ンレーザー，Ｈe-Ｃd レーザー等が用いられる。
リコン層とＮ型シリコン層，Ｐ+ 型シリコン層，Ｎ+ 型
シリコン層をそれぞれ逆に形成した構成としてもよい。
この場合は、各部の印加バイアスの極性も反対とする。
また、多孔質シリコン層を形成する基板もＰ型シリコン
基板，Ｎ型シリコン基板のどちらでもかまわないが、望
ましくは発光強度の高いＮ型シリコン基板を用いた方が
よい。更に、多孔質シリコン層を発光させる手段とし
て、本実施例ではＥＬ構成としたものを示したが、光を
照射して発光させる手段を用いることも可能である。こ
の場合、光を照射する光源としては、紫外線，Ａr イオ
ンレーザー，Ｈe-Ｃd レーザー等が用いられる。
【００２８】また、本実施例ではＥＬ素子用の透明電極
とアルミニウム等の配線電極とを別々に形成したものを
示したが、電極をすべて透明電極で構成してもよい。な
お、本実施例ではＥＬ素子として多孔質シリコンを用い
たものを示したが、シリコン超微粒子等を用いて構成し
てもよい。更に、本実施例では多孔質シリコンを用いて
ＥＬ素子を構成したものを示したが、ＥＬ素子は例え
ば、〔ZnＳ：Cu，Ｉ〕，〔ZnＳ：Cu，Al〕，〔ZnＳ：C
u，Mn〕等を用いて形成してもよい。また、本実施例で
もカンチレバー部を１本で構成したものを示したが、カ
ンチレバー部は何本で構成してもかまわない。
とアルミニウム等の配線電極とを別々に形成したものを
示したが、電極をすべて透明電極で構成してもよい。な
お、本実施例ではＥＬ素子として多孔質シリコンを用い
たものを示したが、シリコン超微粒子等を用いて構成し
てもよい。更に、本実施例では多孔質シリコンを用いて
ＥＬ素子を構成したものを示したが、ＥＬ素子は例え
ば、〔ZnＳ：Cu，Ｉ〕，〔ZnＳ：Cu，Al〕，〔ZnＳ：C
u，Mn〕等を用いて形成してもよい。また、本実施例で
もカンチレバー部を１本で構成したものを示したが、カ
ンチレバー部は何本で構成してもかまわない。
【００２９】〔第３実施例〕次に第３実施例について説
明する。図５は第３実施例の一部を示す平面図であり、
この実施例は、図１及び図２に示した第１実施例とほぼ
同様な構成を備えているが、フォトダイオードの形状及
びその配置位置を異ならせているものである。すなわ
ち、カンチレバー部４はＮ型シリコン層３で形成され、
その自由端側の探針部６における中央先端部分を囲むよ
うに、底部まで達する絶縁層41が形成されている。そし
て、該絶縁層41の外側周囲の表面部にはＰ型シリコン層
42が形成されていて、該Ｐ型シリコン層42とＮ型シリコ
ン層３とでフォトダイオードを構成している。
明する。図５は第３実施例の一部を示す平面図であり、
この実施例は、図１及び図２に示した第１実施例とほぼ
同様な構成を備えているが、フォトダイオードの形状及
びその配置位置を異ならせているものである。すなわ
ち、カンチレバー部４はＮ型シリコン層３で形成され、
その自由端側の探針部６における中央先端部分を囲むよ
うに、底部まで達する絶縁層41が形成されている。そし
て、該絶縁層41の外側周囲の表面部にはＰ型シリコン層
42が形成されていて、該Ｐ型シリコン層42とＮ型シリコ
ン層３とでフォトダイオードを構成している。
【００３０】上記絶縁層41の内部には、GaＰを基板とし
Ｐ型GaＰ層とＮ型GaＰ層とを積層して構成した発光ダイ
オードが配置されており、その表面には探針部６の先端
部６ａを除いて絶縁層が形成されている。そして絶縁層
に設けたコンタクトホール43，44を介して電極45，46
が、Ｐ型GaＰ層とＮ型GaＰ層に接続され、更に絶縁層上
に遮光膜47が形成されている。また、Ｐ型シリコン層42
にはＰ+ 型シリコン層48が接触するように形成され、Ｐ
型シリコン層42の外側のＮ型シリコン層３に接触するよ
うにＮ+ 型シリコン層49が形成されており、それぞれ表
面形成され絶縁層に設けたコンタクトホール50，51を介
して電極52，53が接続されている。
Ｐ型GaＰ層とＮ型GaＰ層とを積層して構成した発光ダイ
オードが配置されており、その表面には探針部６の先端
部６ａを除いて絶縁層が形成されている。そして絶縁層
に設けたコンタクトホール43，44を介して電極45，46
が、Ｐ型GaＰ層とＮ型GaＰ層に接続され、更に絶縁層上
に遮光膜47が形成されている。また、Ｐ型シリコン層42
にはＰ+ 型シリコン層48が接触するように形成され、Ｐ
型シリコン層42の外側のＮ型シリコン層３に接触するよ
うにＮ+ 型シリコン層49が形成されており、それぞれ表
面形成され絶縁層に設けたコンタクトホール50，51を介
して電極52，53が接続されている。
【００３１】このように構成された集積型ＳＰＭカンチ
レバーには、第１実施例と同様に、電極45，46の間に発
光ダイオードを発光させるために所定の電位差が与えら
れる。例えば、電極46はＧＮＤ電位に保たれており、電
極45には直流定電圧電源が接続されており、正の電圧が
数Ｖ印加されている。また電極52，53の間には光を検出
するために所定の逆バイアスの電圧が印加される。例え
ば、電極52には電流検出用のオペアンプが接続されＧＮ
Ｄ電位に保たれており、電極53には直流定電圧電源が接
続されており、負の電圧が数Ｖ印加されている。
レバーには、第１実施例と同様に、電極45，46の間に発
光ダイオードを発光させるために所定の電位差が与えら
れる。例えば、電極46はＧＮＤ電位に保たれており、電
極45には直流定電圧電源が接続されており、正の電圧が
数Ｖ印加されている。また電極52，53の間には光を検出
するために所定の逆バイアスの電圧が印加される。例え
ば、電極52には電流検出用のオペアンプが接続されＧＮ
Ｄ電位に保たれており、電極53には直流定電圧電源が接
続されており、負の電圧が数Ｖ印加されている。
【００３２】以上のように構成された第３実施例におい
ては、第１実施例の効果に加えて、フォトダイオードの
受光面積が広がることにより、反射光をより多く検出す
ることが可能となり感度が向上する。なお本実施例で
は、発光素子として第１実施例と同様に発光ダイオード
を用いたものを示したが、第２実施例において用いた多
孔質シリコンなどからなるＥＬ素子を用いてもよい。な
お、上記実施例においても、Ｐ型シリコン層とＮ型シリ
コン層，Ｐ+ 型シリコン層とＮ+ 型シリコン層を、それ
ぞれ逆に形成した構成としてもよく、この場合には、各
部の印加バイアスの極性も反対とする。
ては、第１実施例の効果に加えて、フォトダイオードの
受光面積が広がることにより、反射光をより多く検出す
ることが可能となり感度が向上する。なお本実施例で
は、発光素子として第１実施例と同様に発光ダイオード
を用いたものを示したが、第２実施例において用いた多
孔質シリコンなどからなるＥＬ素子を用いてもよい。な
お、上記実施例においても、Ｐ型シリコン層とＮ型シリ
コン層，Ｐ+ 型シリコン層とＮ+ 型シリコン層を、それ
ぞれ逆に形成した構成としてもよく、この場合には、各
部の印加バイアスの極性も反対とする。
【００３３】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項１記載の発明によれば、従来必要とされた別個の
光源と光検出器が不要となり、装置の小型化を図ること
ができる。また光注入機構をカンチレバー自体に設けて
いるため、光軸調整などの操作を省くことができ、より
簡単な操作で測定が可能となる。更に光注入機構及び光
検出機構をカンチレバーに設けているため、カンチレバ
ー自体を走査するスタンドアロンタイプとすることがで
き、より高速に走査することが可能となる。また、更に
カンチレバー部の反りを検出する手段、例えばピエゾ抵
抗層をカンチレバー部に設け、電気的にカンチレバー部
の反りを検出することにより、あるいはカンチレバー部
の裏面に反射膜をコーティングし光学的にカンチレバー
部の反りを検出することにより、ＡＦＭ測定も可能とな
り、ＡＦＭ・ＳＮＯＭ同時測定が可能となる。
請求項１記載の発明によれば、従来必要とされた別個の
光源と光検出器が不要となり、装置の小型化を図ること
ができる。また光注入機構をカンチレバー自体に設けて
いるため、光軸調整などの操作を省くことができ、より
簡単な操作で測定が可能となる。更に光注入機構及び光
検出機構をカンチレバーに設けているため、カンチレバ
ー自体を走査するスタンドアロンタイプとすることがで
き、より高速に走査することが可能となる。また、更に
カンチレバー部の反りを検出する手段、例えばピエゾ抵
抗層をカンチレバー部に設け、電気的にカンチレバー部
の反りを検出することにより、あるいはカンチレバー部
の裏面に反射膜をコーティングし光学的にカンチレバー
部の反りを検出することにより、ＡＦＭ測定も可能とな
り、ＡＦＭ・ＳＮＯＭ同時測定が可能となる。
【００３４】また請求項２及び３記載の発明によれば、
半導体製造プロセスを利用して簡単に且つ一度に大量生
産が可能となり、コストの低減も可能となる。また請求
項４記載の発明によれば、発光素子を発光ダイオードで
形成した場合に必要となるＰＮジャンクションを形成す
るプロセスや遮光膜を必要とせず、作製プロセスが簡略
化でき、更にコストの低減化を図ることができる。また
請求項５記載の発明によれば、光注入機構の受光面積を
拡大することができ、反射光をより多く検出することが
可能となり、更に感度を向上させることができる。
半導体製造プロセスを利用して簡単に且つ一度に大量生
産が可能となり、コストの低減も可能となる。また請求
項４記載の発明によれば、発光素子を発光ダイオードで
形成した場合に必要となるＰＮジャンクションを形成す
るプロセスや遮光膜を必要とせず、作製プロセスが簡略
化でき、更にコストの低減化を図ることができる。また
請求項５記載の発明によれば、光注入機構の受光面積を
拡大することができ、反射光をより多く検出することが
可能となり、更に感度を向上させることができる。
【図１】本発明に係る集積型ＳＰＭセンサの第１実施例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】図１に示した第１実施例の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す平面図である。
【図４】図３に示した第２実施例の断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の一部を示す平面図であ
る。
る。
【図６】従来の集積型ＳＰＭセンサの製造方法を説明す
るための製造工程図である。
るための製造工程図である。
１ レバー支持部 ２ 酸化シリコン層 ３ Ｎ型シリコン層 ４ カンチレバー部 ５ GaＰ基板 ６ 探針部 ７ Ｎ+ 型シリコン層 ８ Ｐ型シリコン層 ９ Ｐ+ 型シリコン層 10，11 電極 12 絶縁層 13，14 コンタクトホール 15，16 コンタクトホール 17 Ｐ型GaＰ層 18 Ｎ型GaＰ層 19，20 電極 21 遮光膜 22 開口 25，27 直流定電圧電源 26 オペアンプ 31 Ｎ型シリコン層 32 多孔質シリコン層 33 透明電極 34，35 コンタクトホール 36，37 電極 38 直流定電圧電源 41 絶縁層 42 Ｐ型シリコン層 43，44 コンタクトホール 45，46 電極 47 遮光膜 48 Ｐ+ 型シリコン層 49 Ｎ+ 型シリコン層 50，51 コンタクトホール 52，53 電極
Claims (5)
- 【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注入機構と、前記カンチレバー部
に設けられた光検出機構とを有する集積型ＳＰＭカンチ
レバーに対して、前記光検出機構からの信号を受けて表
面情報を出力する信号処理回路を設けて構成したことを
特徴とする集積型ＳＰＭセンサ。 - 【請求項２】 前記カンチレバー部は半導体部材で構成
されており、前記光検出機構は集積化された半導体光セ
ンサで構成され、前記光注入機構は半導体発光素子で構
成されていることを特徴とする請求項１記載の集積型Ｓ
ＰＭセンサ。 - 【請求項３】 前記半導体発光素子は発光ダイオードで
構成され、前記半導体光センサはフォトダイオードで構
成されていることを特徴とする請求項２記載の集積型Ｓ
ＰＭセンサ。 - 【請求項４】 前記半導体発光素子は多孔質シリコンを
有するＥＬ素子で構成され、前記半導体光センサはフォ
トダイオードで構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５】 前記カンチレバー部に設けられた光検出
機構の受光面が、前記探針部に設けられた光注入機構を
囲むように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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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1995
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