JPH09203769A - 電気波形測定探針およびその製造方法 - Google Patents
電気波形測定探針およびその製造方法Info
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- JPH09203769A JPH09203769A JP8011193A JP1119396A JPH09203769A JP H09203769 A JPH09203769 A JP H09203769A JP 8011193 A JP8011193 A JP 8011193A JP 1119396 A JP1119396 A JP 1119396A JP H09203769 A JPH09203769 A JP H09203769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＴＭあるいはＳＦＭを利用した電気波形測
定装置に適した探針を高い信頼性で安価に製造する。 【解決手段】 被測定物に近接させる先の尖った端子
（１１）と、この端子（１１）と被測定物（３）との間
の電流をサンプリングするために光照射により導通状態
となる光導電性スイッチ（１２）と、これらを保持する
カンチレバー（１３）とを同一の材料により形成する。
定装置に適した探針を高い信頼性で安価に製造する。 【解決手段】 被測定物に近接させる先の尖った端子
（１１）と、この端子（１１）と被測定物（３）との間
の電流をサンプリングするために光照射により導通状態
となる光導電性スイッチ（１２）と、これらを保持する
カンチレバー（１３）とを同一の材料により形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の測定に利用
する。特に、微細な構造をもつ高速半導体電子回路を動
作させた状態で、その電気波形を高時間分解能かつ高空
間分解能で測定する装置の探針に関する。
する。特に、微細な構造をもつ高速半導体電子回路を動
作させた状態で、その電気波形を高時間分解能かつ高空
間分解能で測定する装置の探針に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のエレクトロニクスの分野において
扱われる信号の周波数は２５０ＧＨｚにおよび、これら
の高速電気波形を観測する手段が技術の進歩に追いつか
ないというのが現在の高速電気波形測定技術の現状であ
る。さらに、素子の微細化が進み、時間分解能のみなら
ず、電気波形測定装置の空間分解能も現在の技術の進歩
に追いつかないのが現状である。
扱われる信号の周波数は２５０ＧＨｚにおよび、これら
の高速電気波形を観測する手段が技術の進歩に追いつか
ないというのが現在の高速電気波形測定技術の現状であ
る。さらに、素子の微細化が進み、時間分解能のみなら
ず、電気波形測定装置の空間分解能も現在の技術の進歩
に追いつかないのが現状である。
【０００３】微小素子の高速動作状態など高速現象を観
測するには、従来からその代表的なものとして、サンプ
リング・オシロスコープが知られている。しかし、サン
プリングのための電気パルスの幅や測定系のもつ電気抵
抗と静電容量で決まる時定数によって測定可能な速度に
限界があり、時間分解能が制限されている。また、被測
定信号をケーブルあるいは導波路によって測定点から外
へ取り出すため、被測定信号を乱し、その信頼性にも問
題があった。
測するには、従来からその代表的なものとして、サンプ
リング・オシロスコープが知られている。しかし、サン
プリングのための電気パルスの幅や測定系のもつ電気抵
抗と静電容量で決まる時定数によって測定可能な速度に
限界があり、時間分解能が制限されている。また、被測
定信号をケーブルあるいは導波路によって測定点から外
へ取り出すため、被測定信号を乱し、その信頼性にも問
題があった。
【０００４】このような問題を解決する技術として、光
学結晶の電気光学効果を利用したＥ−Ｏサンプリング法
が、近年になって研究されている（神谷武志、高橋亮、
「半導体レーザを光源とする電気光学サンプリング」、
応用物理第６１巻第１号ｐ３０、１９９２）。レーザの
分野ではサブピコ秒領域の光パルスが比較的容易に得ら
れるようになってきたことから、このレーザパルスを電
気信号のサンプリングに用いようとするのが、光サンプ
リング法である。この方法により、従来の電子計測より
も高速で、しかも信号を外に引き出すことなく、測定し
たい点の電位を被測定回路に非接触で直接測定すること
が可能である。この方法は、サンプリング・オシロスコ
ープにおけるサンプリング用の電気パルスを光パルスに
置き換えたものといえる。しかし、このＥ−Ｏサンプリ
ング法は、信号の絶対値を測定することが困難であり、
さらに、プローブの位置を高い空間分解能で監視および
制御することについて実用上問題がある。
学結晶の電気光学効果を利用したＥ−Ｏサンプリング法
が、近年になって研究されている（神谷武志、高橋亮、
「半導体レーザを光源とする電気光学サンプリング」、
応用物理第６１巻第１号ｐ３０、１９９２）。レーザの
分野ではサブピコ秒領域の光パルスが比較的容易に得ら
れるようになってきたことから、このレーザパルスを電
気信号のサンプリングに用いようとするのが、光サンプ
リング法である。この方法により、従来の電子計測より
も高速で、しかも信号を外に引き出すことなく、測定し
たい点の電位を被測定回路に非接触で直接測定すること
が可能である。この方法は、サンプリング・オシロスコ
ープにおけるサンプリング用の電気パルスを光パルスに
置き換えたものといえる。しかし、このＥ−Ｏサンプリ
ング法は、信号の絶対値を測定することが困難であり、
さらに、プローブの位置を高い空間分解能で監視および
制御することについて実用上問題がある。
【０００５】測定したい点の電位を高空間分解能で直接
測定する他の方法としては、電子ビームテスタがある
（G.Plows "Electron-Beam Probing" Semiconductor an
d Semimetals Vol.28 (Measurement of High-Speed Sig
nals in Solid State Devices)Chap.6, p.336, Edited
by R.K.Willardson and Albert C.Beer, Academic Pres
s, 1990) 。電子ビームテスタは、ＩＣの動作診断、解
析技術において、ＩＣ内部の電気信号を観測する有力な
手段である。しかし、時間分解能は低く、高速なトラン
ジスタを用いたＩＣの測定には利用することができな
い。また、測定環境として高真空が要求されるという不
便さがある。
測定する他の方法としては、電子ビームテスタがある
（G.Plows "Electron-Beam Probing" Semiconductor an
d Semimetals Vol.28 (Measurement of High-Speed Sig
nals in Solid State Devices)Chap.6, p.336, Edited
by R.K.Willardson and Albert C.Beer, Academic Pres
s, 1990) 。電子ビームテスタは、ＩＣの動作診断、解
析技術において、ＩＣ内部の電気信号を観測する有力な
手段である。しかし、時間分解能は低く、高速なトラン
ジスタを用いたＩＣの測定には利用することができな
い。また、測定環境として高真空が要求されるという不
便さがある。
【０００６】高時間分解能かつ高空間分解能で電気波形
を測定する技術として、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）あるいは走査型原子間力顕微鏡（ＳＦＭ）を利用し
たものも知られている（特開平７−３５８２６号公
報）。ＳＴＭやＳＦＭは、高い空間分解能で被測定物の
表面形状を観察する装置であり、最近急速に発展普及し
ている。これらの装置は、原子レベルの超高空間分解能
で３次元的な画像を得ることができるため、半導体集積
回路等の表面形状の観察には非常に適している。このよ
うな装置の探針に光導電性スイッチを組み込み、光パル
スを照射することによってオン、オフする。これによ
り、ＳＴＭあるいはＳＦＭによるサブミクロンの空間分
解能と、光サンプリングによるサブピコ秒の時間分解能
とで、被測定物の任意の点の電気波形を測定することが
できる。
を測定する技術として、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）あるいは走査型原子間力顕微鏡（ＳＦＭ）を利用し
たものも知られている（特開平７−３５８２６号公
報）。ＳＴＭやＳＦＭは、高い空間分解能で被測定物の
表面形状を観察する装置であり、最近急速に発展普及し
ている。これらの装置は、原子レベルの超高空間分解能
で３次元的な画像を得ることができるため、半導体集積
回路等の表面形状の観察には非常に適している。このよ
うな装置の探針に光導電性スイッチを組み込み、光パル
スを照射することによってオン、オフする。これによ
り、ＳＴＭあるいはＳＦＭによるサブミクロンの空間分
解能と、光サンプリングによるサブピコ秒の時間分解能
とで、被測定物の任意の点の電気波形を測定することが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＳＴＭあるいはＳＦＭ
を利用した電気波形測定装置では、測定探針として、被
測定物に近接させる先の尖った端子と、この端子と被測
定物との間の電流をサンプリングするために光照射によ
り導通状態となる光導電性スイッチとをカンチレバー上
に形成したものを用いる。装置の性能向上のためには、
端子の先端が可能な限り鋭く、光導電性スイッチが可能
な限り端子の近傍に配置されることが重要である。
を利用した電気波形測定装置では、測定探針として、被
測定物に近接させる先の尖った端子と、この端子と被測
定物との間の電流をサンプリングするために光照射によ
り導通状態となる光導電性スイッチとをカンチレバー上
に形成したものを用いる。装置の性能向上のためには、
端子の先端が可能な限り鋭く、光導電性スイッチが可能
な限り端子の近傍に配置されることが重要である。
【０００８】本発明は、このような測定探針を高い信頼
性で安価に製造することのできる方法を提供することを
目的とする。
性で安価に製造することのできる方法を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、カンチレバー
上に、被測定物に近接させる先の尖った端子と、この端
子と被測定物との間の電流をサンプリングするために光
照射により導通状態となる光導電性スイッチとを形成す
る電気波形測定探針の製造方法において、カンチレバ
ー、端子および光導電性スイッチのいずれとも異なる材
料を基板とし、この基板上に端子および光導電性スイッ
チを含む構造を同一の材料により形成し、この構造がカ
ンチレバーとして動作するように、基板の少なくとも一
部を除去することを特徴とする。探針構造材自体に光導
電性材料を使用することで、探針上への光導電性スイッ
チの形成が容易になる。
上に、被測定物に近接させる先の尖った端子と、この端
子と被測定物との間の電流をサンプリングするために光
照射により導通状態となる光導電性スイッチとを形成す
る電気波形測定探針の製造方法において、カンチレバ
ー、端子および光導電性スイッチのいずれとも異なる材
料を基板とし、この基板上に端子および光導電性スイッ
チを含む構造を同一の材料により形成し、この構造がカ
ンチレバーとして動作するように、基板の少なくとも一
部を除去することを特徴とする。探針構造材自体に光導
電性材料を使用することで、探針上への光導電性スイッ
チの形成が容易になる。
【００１０】基板に凸部または凹部を形成し、それを鋳
型として先の尖った端子を形成することが望ましい。こ
の場合、基板として半導体材料を用い、異方性エッチン
グにより凸部または凹部を形成することがよい。特に、
基板としてＳｉ基板を用い、このＳｉ基板の（１１１）
面により形成される構造を凸部または凹部とすることが
よい。このような構造を利用することで、鋭い端子を形
成することができる。また、半導体の異方性エッチング
により半導体プロセス技術を応用することで、同時に多
数の探針を簡単に製造することができ、安価で信頼性の
高い探針を安定に供給することができる。
型として先の尖った端子を形成することが望ましい。こ
の場合、基板として半導体材料を用い、異方性エッチン
グにより凸部または凹部を形成することがよい。特に、
基板としてＳｉ基板を用い、このＳｉ基板の（１１１）
面により形成される構造を凸部または凹部とすることが
よい。このような構造を利用することで、鋭い端子を形
成することができる。また、半導体の異方性エッチング
により半導体プロセス技術を応用することで、同時に多
数の探針を簡単に製造することができ、安価で信頼性の
高い探針を安定に供給することができる。
【００１１】カンチレバー、端子および光導電性スイッ
チの材料としては、Ｓｉなどの IＶ族半導体、ＧａＡｓ
などのIII −Ｖ系半導体、ＺｎＳｅなどのII−ＶI 系半
導体を用いることができ、基板としてＳｉを用いる場合
にはIII −Ｖ系半導体あるいはII−ＶI 系半導体を用い
ることがよい。光導電性スイッチの応答を高速化するた
めには、ＧａＡｓを３００℃以下の温度で成長させるこ
とがよい。通常の温度で成長させたＧａＡｓにイオン注
入を行って格子欠陥や不純物を導入することによって
も、光導電性スイッチの応答を高速化することができ
る。
チの材料としては、Ｓｉなどの IＶ族半導体、ＧａＡｓ
などのIII −Ｖ系半導体、ＺｎＳｅなどのII−ＶI 系半
導体を用いることができ、基板としてＳｉを用いる場合
にはIII −Ｖ系半導体あるいはII−ＶI 系半導体を用い
ることがよい。光導電性スイッチの応答を高速化するた
めには、ＧａＡｓを３００℃以下の温度で成長させるこ
とがよい。通常の温度で成長させたＧａＡｓにイオン注
入を行って格子欠陥や不純物を導入することによって
も、光導電性スイッチの応答を高速化することができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を説明す
る図であり、電気波形測定探針（以下単に「探針」とい
う）の構造および利用方法を示す。この探針１は、ＳＴ
ＭあるいはＳＦＭを利用した電気波形測定装置の探針ホ
ルダ２に取り付けられ、高速半導体電子回路などの被測
定物３の電気波形を測定するために用いられる。探針１
には、被測定物３に近接させる先の尖った端子１１と、
この端子１１と被測定物３との間の電流被測定物との間
の電流をサンプリングするために光照射により導通状態
となる光導電性スイッチ１２と、端子１１および光導電
性スイッチ１２を支持するカンチレバー１３とを備え、
さらに、端子１１からの信号を光導電性スイッチ１２を
経由して電気波形測定装置に取り出すための電極１４を
備える。
る図であり、電気波形測定探針（以下単に「探針」とい
う）の構造および利用方法を示す。この探針１は、ＳＴ
ＭあるいはＳＦＭを利用した電気波形測定装置の探針ホ
ルダ２に取り付けられ、高速半導体電子回路などの被測
定物３の電気波形を測定するために用いられる。探針１
には、被測定物３に近接させる先の尖った端子１１と、
この端子１１と被測定物３との間の電流被測定物との間
の電流をサンプリングするために光照射により導通状態
となる光導電性スイッチ１２と、端子１１および光導電
性スイッチ１２を支持するカンチレバー１３とを備え、
さらに、端子１１からの信号を光導電性スイッチ１２を
経由して電気波形測定装置に取り出すための電極１４を
備える。
【００１３】この探針１を用いた測定は、端子１１を被
測定物３に接触あるいは原子間隔程度の微小距離隔てて
配置した状態で、光導電性スイッチ１２に光パルスを照
射することにより行われる。すなわち、光パルスの照射
により、端子１１と被測定物３との間に生じる電流をサ
ンプリングする。これにより、被測定物３の各点の電位
を求めることができ、被測定物３の動作状態あるいは電
界分布を求めることができる。
測定物３に接触あるいは原子間隔程度の微小距離隔てて
配置した状態で、光導電性スイッチ１２に光パルスを照
射することにより行われる。すなわち、光パルスの照射
により、端子１１と被測定物３との間に生じる電流をサ
ンプリングする。これにより、被測定物３の各点の電位
を求めることができ、被測定物３の動作状態あるいは電
界分布を求めることができる。
【００１４】照射する光パルスとしては、短パルスのレ
ーザ光を用いる。この光パルスの繰り返し周波数を被測
定物３の電気信号の周波数からわずかにずれた周波数に
設定し、このときに流れる電流を測定することにより、
サンプリングを行う。このとき、被測定物３の電気信号
が、光パルスの繰り返し周波数と電気信号の周波数との
差の周波数の信号、すなわちビート成分として、オシロ
スコープその他のよく知られた測定装置で測定される。
また、光パルスの繰り返し周波数を被測定物３の電気信
号の周波数に同期させ、照射する光パルスの光路長を変
化させてもよい。
ーザ光を用いる。この光パルスの繰り返し周波数を被測
定物３の電気信号の周波数からわずかにずれた周波数に
設定し、このときに流れる電流を測定することにより、
サンプリングを行う。このとき、被測定物３の電気信号
が、光パルスの繰り返し周波数と電気信号の周波数との
差の周波数の信号、すなわちビート成分として、オシロ
スコープその他のよく知られた測定装置で測定される。
また、光パルスの繰り返し周波数を被測定物３の電気信
号の周波数に同期させ、照射する光パルスの光路長を変
化させてもよい。
【００１５】端子１１を被測定物３の表面に垂直に配置
する必要があるが、そのための制御は、ＳＴＭあるいは
ＳＦＭとしての機能を利用する。すなわち、ＳＴＭの機
能を利用して平均電流が一定となるフィードバック制御
を行うか、または、ＳＦＭの機能を利用して、カンチレ
バー１３で反射された光ビームのスポット位置を検出し
てその位置が一定となるようにフィードバック制御を行
う。被測定物３の表面に垂直な方向の位置を保持したま
ま被測定物３の面内方向に端子１１を走査することによ
り、通常のＳＴＭやＳＦＭと同様に、被測定物３の表面
形状をサブミクロンの空間分解能で観察することができ
る。
する必要があるが、そのための制御は、ＳＴＭあるいは
ＳＦＭとしての機能を利用する。すなわち、ＳＴＭの機
能を利用して平均電流が一定となるフィードバック制御
を行うか、または、ＳＦＭの機能を利用して、カンチレ
バー１３で反射された光ビームのスポット位置を検出し
てその位置が一定となるようにフィードバック制御を行
う。被測定物３の表面に垂直な方向の位置を保持したま
ま被測定物３の面内方向に端子１１を走査することによ
り、通常のＳＴＭやＳＦＭと同様に、被測定物３の表面
形状をサブミクロンの空間分解能で観察することができ
る。
【００１６】本実施形態では、端子１１、光導電性スイ
ッチ１２およびカンチレバー１３が同一の材料により形
成される。したがって、光導電性スイッチ１２は特別に
形成されるものではなく、信号を取り出すための電極１
４を形成したときに、その電極１４と端子１１との間の
隙間の領域が光導電性スイッチ１２となる。
ッチ１２およびカンチレバー１３が同一の材料により形
成される。したがって、光導電性スイッチ１２は特別に
形成されるものではなく、信号を取り出すための電極１
４を形成したときに、その電極１４と端子１１との間の
隙間の領域が光導電性スイッチ１２となる。
【００１７】電極１４は端子１１と同じ側の面と反対側
の面とのいずれに設けてもよい。端子１１と同じ側の面
に設けた場合には、光パルスが電極１４の設けられてい
る面とは反対側から入射することになるが、カンチレバ
ー１３の厚さが十分に薄ければ問題となることはない。
電極１４を端子１１と反対側の面に設けた場合には、光
励起されたキャリアがカンチレバー１３を貫通するよう
に流れ、その領域が光導電性スイッチ１２として動作す
る。一般に光導電性スイッチの応答速度は金属電極間の
隙間が狭いほど高速となるが、パターニングによる方法
で均一性よく１ミクロン以下の隙間を形成することは困
難である。これに対し電極１４と端子１１とをカンチレ
バー１３の反対側の面に形成する場合には、カンチレバ
ー１３の膜厚を均一性よく１ミクロ以下に形成すること
が比較的容易であり、光導電性スイッチの応答速度を高
速化でき、ひいては、これを用いた電気波形測定装置の
時間分解能を高めることができる。
の面とのいずれに設けてもよい。端子１１と同じ側の面
に設けた場合には、光パルスが電極１４の設けられてい
る面とは反対側から入射することになるが、カンチレバ
ー１３の厚さが十分に薄ければ問題となることはない。
電極１４を端子１１と反対側の面に設けた場合には、光
励起されたキャリアがカンチレバー１３を貫通するよう
に流れ、その領域が光導電性スイッチ１２として動作す
る。一般に光導電性スイッチの応答速度は金属電極間の
隙間が狭いほど高速となるが、パターニングによる方法
で均一性よく１ミクロン以下の隙間を形成することは困
難である。これに対し電極１４と端子１１とをカンチレ
バー１３の反対側の面に形成する場合には、カンチレバ
ー１３の膜厚を均一性よく１ミクロ以下に形成すること
が比較的容易であり、光導電性スイッチの応答速度を高
速化でき、ひいては、これを用いた電気波形測定装置の
時間分解能を高めることができる。
【００１８】
【実施例】次に、端子１１、光導電性スイッチ１２およ
びカンチレバー１３を同一の材料により形成するための
製造方法について説明する。
びカンチレバー１３を同一の材料により形成するための
製造方法について説明する。
【００１９】図２は製造方法の第一の実施例を工程毎の
断面図により示し、図３はこの方法により得られる探針
を斜視図により示す。この実施例では、まず、Ｓｉ（１
００）基板４１上にこの基板４１の＜１１０＞方向を辺
とする正方形のＳｉＯ2 マスク４２を設け（図２
（ａ））、界面活性剤としてＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）を添加した１５％ＫＯＨ溶液で異方性エッチン
グを行う（図２（ｂ））。これにより、（１１１）面で
エッチングが止まり、ピラミッド型の突起すなわち凸部
４３ができる。異方性エッチングが終了すると、マスク
４２を取り除き、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により３
００℃でＧａＡｓ層４４を成長させ（図２（ｃ）、金属
配線４５をパターニングする（図２（ｄ））。この後、
カンチレバー部分の基板４１をラッピング（機械研磨）
して厚さを１０μｍにする。最後に、ＫＯＨ溶液でカン
チレバー部分のＳｉを完全に除去する（図２（ｅ））。
これにより、端子１１、光導電性スイッチ１２およびカ
ンチレバー１３がＧａＡｓによる単一の成長層として形
成され、金属配線４５により電極１４が形成される。Ｇ
ａＡＳ層４４の厚さとして、本願発明者は０．５μｍと
１μｍとについて試作して良好な結果を得たが、所望の
特性が得られるならどのような厚さとしてもよい。Ｇａ
Ａｓの成長温度を低めにすることで、端子１１、光導電
性スイッチ１２およびカンチレバー１３が多結晶とな
る。この場合、キャリアの移動度は低減するが、ＧａＡ
ｓの機械的強度は増大する。
断面図により示し、図３はこの方法により得られる探針
を斜視図により示す。この実施例では、まず、Ｓｉ（１
００）基板４１上にこの基板４１の＜１１０＞方向を辺
とする正方形のＳｉＯ2 マスク４２を設け（図２
（ａ））、界面活性剤としてＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）を添加した１５％ＫＯＨ溶液で異方性エッチン
グを行う（図２（ｂ））。これにより、（１１１）面で
エッチングが止まり、ピラミッド型の突起すなわち凸部
４３ができる。異方性エッチングが終了すると、マスク
４２を取り除き、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により３
００℃でＧａＡｓ層４４を成長させ（図２（ｃ）、金属
配線４５をパターニングする（図２（ｄ））。この後、
カンチレバー部分の基板４１をラッピング（機械研磨）
して厚さを１０μｍにする。最後に、ＫＯＨ溶液でカン
チレバー部分のＳｉを完全に除去する（図２（ｅ））。
これにより、端子１１、光導電性スイッチ１２およびカ
ンチレバー１３がＧａＡｓによる単一の成長層として形
成され、金属配線４５により電極１４が形成される。Ｇ
ａＡＳ層４４の厚さとして、本願発明者は０．５μｍと
１μｍとについて試作して良好な結果を得たが、所望の
特性が得られるならどのような厚さとしてもよい。Ｇａ
Ａｓの成長温度を低めにすることで、端子１１、光導電
性スイッチ１２およびカンチレバー１３が多結晶とな
る。この場合、キャリアの移動度は低減するが、ＧａＡ
ｓの機械的強度は増大する。
【００２０】ＧａＡｓ層１４を通常の結晶成長温度で成
長させ、イオン注入を行って格子欠陥や不純物を導入す
ることによって、光導電性スイッチの応答を高速化する
こともできる。その場合には、端子１１、光導電性スイ
ッチ１２およびカンチレバー１３が単結晶に形成され、
端子１１はＧａＡｓの（１１１）面からなる角錐により
形成される。
長させ、イオン注入を行って格子欠陥や不純物を導入す
ることによって、光導電性スイッチの応答を高速化する
こともできる。その場合には、端子１１、光導電性スイ
ッチ１２およびカンチレバー１３が単結晶に形成され、
端子１１はＧａＡｓの（１１１）面からなる角錐により
形成される。
【００２１】図４は製造方法の第二の実施例を示す。こ
の実施例は、金属配線４６を端子１１とは反対側の面に
設けたことが第一の実施例と異なる。
の実施例は、金属配線４６を端子１１とは反対側の面に
設けたことが第一の実施例と異なる。
【００２２】図５は製造方法の第三の実施例を断面図に
より示し、図６はこの方法により得られる探針を斜視図
により示す。第一および第二の各実施例では、基板に凸
部を形成し、それを鋳型として端子１１を形成する方法
について説明した。これに対して第三の実施例では、基
板に凹部を形成し、それを鋳型として端子１１を形成す
る。すなわち、Ｓｉ（１００）基板５１上にＳｉＯ2 マ
スク５２を設け、＜１１０＞方向を辺とする正方形の穴
を開ける（図５（ａ））。続いて、界面活性剤としてＩ
ＰＡ（イソプロピルアルコール）を添加した３０％ＫＯ
Ｈ溶液で異方性エッチングを行う。これにより、（１１
１）面でエッチングが止まり、逆ピラミッド型の凹部５
３ができる（図５（ｂ））。次に、マスク５２をＨＦに
より取り除き、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により３０
０℃でＧａＡｓ層５４を成長させ（図５（ｃ））、金属
配線５５をパターニングする（図５（ｄ））。この後、
ＧａＡｓ層５４の表面に接着剤により台座５６を取り付
け（図５（ｅ））、基板５１を１０μｍの厚さにラッピ
ングし、さらにＫＯＨ溶液でＳｉを完全に除去する（図
５（ｆ））。
より示し、図６はこの方法により得られる探針を斜視図
により示す。第一および第二の各実施例では、基板に凸
部を形成し、それを鋳型として端子１１を形成する方法
について説明した。これに対して第三の実施例では、基
板に凹部を形成し、それを鋳型として端子１１を形成す
る。すなわち、Ｓｉ（１００）基板５１上にＳｉＯ2 マ
スク５２を設け、＜１１０＞方向を辺とする正方形の穴
を開ける（図５（ａ））。続いて、界面活性剤としてＩ
ＰＡ（イソプロピルアルコール）を添加した３０％ＫＯ
Ｈ溶液で異方性エッチングを行う。これにより、（１１
１）面でエッチングが止まり、逆ピラミッド型の凹部５
３ができる（図５（ｂ））。次に、マスク５２をＨＦに
より取り除き、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により３０
０℃でＧａＡｓ層５４を成長させ（図５（ｃ））、金属
配線５５をパターニングする（図５（ｄ））。この後、
ＧａＡｓ層５４の表面に接着剤により台座５６を取り付
け（図５（ｅ））、基板５１を１０μｍの厚さにラッピ
ングし、さらにＫＯＨ溶液でＳｉを完全に除去する（図
５（ｆ））。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
探針構造材自体に光導電性材料を使用することで、探針
上への光導電性スイッチの形成が容易になる。また、半
導体の異方性エッチングにより形成される構造を鋳型と
して利用した場合には、容易に鋭い端子を形成すること
ができる。また、半導体プロセス技術を応用すること
で、同時に多数の探針を簡単に製造することができ、安
定で信頼性の高い探針を安定に供給することができる。
探針構造材自体に光導電性材料を使用することで、探針
上への光導電性スイッチの形成が容易になる。また、半
導体の異方性エッチングにより形成される構造を鋳型と
して利用した場合には、容易に鋭い端子を形成すること
ができる。また、半導体プロセス技術を応用すること
で、同時に多数の探針を簡単に製造することができ、安
定で信頼性の高い探針を安定に供給することができる。
【図１】本発明の実施形態を説明する図。
【図２】製造方法の第一の実施例を示す図。
【図３】図２に示した方法により得られる探針の斜視
図。
図。
【図４】製造方法の第二の実施例を示す図。
【図５】製造方法の第三の実施例を示す図。
【図６】図５に示した方法により得られる探針の斜視
図。
図。
１ 探針 ２ 探針ホルダ ３ 被測定物 １１ 端子 １２ 光導電性スイッチ １３ カンチレバー １４ 電極 ４１、５１ 基板 ４２、５２ マスク ４３ 凸部 ４４、５４ ＧａＡｓ層 ４５、４６、５５ 金属配線 ５３ 凹部 ５６ 台座
Claims (10)
- 【請求項１】 カンチレバー上に、被測定物に近接させ
る先の尖った端子と、この端子と被測定物との間の電流
をサンプリングするために光照射により導通状態となる
光導電性スイッチとを形成する電気波形測定探針の製造
方法において、 前記カンチレバー、前記端子および前記光導電性スイッ
チのいずれとも異なる材料を基板とし、 この基板上に前記端子および前記光導電性スイッチを含
む構造を同一の材料により形成し、 この構造がカンチレバーとして動作するように、前記基
板の少なくとも一部を除去することを特徴とする電気波
形測定探針の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板に凸部または凹部を形成し、そ
れを鋳型として前記端子を形成する請求項１記載の電気
波形測定探針の製造方法。 - 【請求項３】 前記基板として半導体材料を用い、異方
性エッチングにより前記凸部または前記凹部を形成する
請求項２記載の電気波形測定探針の製造方法。 - 【請求項４】 前記基板としてＳｉ基板を用い、このＳ
ｉ基板の（１１１）面により形成される構造を前記凸部
または前記凹部とする請求項３記載の電気波形測定探針
の製造方法。 - 【請求項５】 前記カンチレバー、前記端子および前記
光導電性スイッチをIII −Ｖ系半導体およびII−ＶI 系
半導体からなる群より選択されたひとつの光導電性材料
により形成する請求項１ないし４のいずれか記載の電気
波形測定探針の製造方法。 - 【請求項６】 前記光導電性材料としてＧａＡｓを用
い、この材料を３００℃以下の温度で成長させる請求項
５記載の電気波形測定探針の製造方法。 - 【請求項７】 被測定物に近接させる先の尖った端子
と、 この端子と被測定物との間の電流をサンプリングするた
めに光照射により導通状態となる光導電性スイッチと、 前記端子および前記光導電性スイッチを支持するカンチ
レバーとを備えた電気波形測定探針において、 前記端子、前記光導電性スイッチおよび前記カンチレバ
ーが、III −Ｖ系半導体およびII−ＶI 系半導体からな
る群より選択されたひとつの光導電性材料により、単一
の成長層として形成されたことを特徴とする電気波形測
定探針。 - 【請求項８】 前記端子が前記光導電性材料の（１１
１）面からなる角錐により形成された請求項７記載の電
気波形測定探針。 - 【請求項９】 前記単一の成長層は多結晶層である請求
項７記載の電気波形測定探針。 - 【請求項１０】 前記多結晶層は低温成長により形成さ
れたＧａＡｓである請求項９記載の電気波形測定探針。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011193A JPH09203769A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電気波形測定探針およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011193A JPH09203769A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電気波形測定探針およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203769A true JPH09203769A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11771227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8011193A Pending JPH09203769A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電気波形測定探針およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09203769A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6791176B2 (en) | 1998-12-02 | 2004-09-14 | Formfactor, Inc. | Lithographic contact elements |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP8011193A patent/JPH09203769A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6791176B2 (en) | 1998-12-02 | 2004-09-14 | Formfactor, Inc. | Lithographic contact elements |
| US7287322B2 (en) | 1998-12-02 | 2007-10-30 | Formfactor, Inc. | Lithographic contact elements |
| US7555836B2 (en) | 1998-12-02 | 2009-07-07 | Formfactor, Inc. | Method of making lithographic contact elements |
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