JPH11211736A - 自己検知型ｓｐｍプローブ及びｓｐｍ装置 - Google Patents
自己検知型ｓｐｍプローブ及びｓｐｍ装置Info
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- JPH11211736A JPH11211736A JP10161175A JP16117598A JPH11211736A JP H11211736 A JPH11211736 A JP H11211736A JP 10161175 A JP10161175 A JP 10161175A JP 16117598 A JP16117598 A JP 16117598A JP H11211736 A JPH11211736 A JP H11211736A
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- G—PHYSICS
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- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピエゾ抵抗体間のリーク電流や光が照射され
て発生するキャリアの影響を排除して、カンチレバーの
撓み量を適正に検出できるようにすること。 【解決手段】 ピエゾ抵抗体２２，２４と半導体基板１
６とが接する面に、半導体基板１６の導電型（ｐ型シリ
コン基板）と逆の導電型（ｎ- ｗｅｌｌ領域）から成る
不純物拡散層１８，２０を形成して絶縁による素子分離
を行うことにより、ピエゾ抵抗体２２及び２４相互間、
あるいはピエゾ抵抗体２２と２４との間におけるリーク
電流や光が照射されて発生するキャリアの影響を排除す
ることができる。
て発生するキャリアの影響を排除して、カンチレバーの
撓み量を適正に検出できるようにすること。 【解決手段】 ピエゾ抵抗体２２，２４と半導体基板１
６とが接する面に、半導体基板１６の導電型（ｐ型シリ
コン基板）と逆の導電型（ｎ- ｗｅｌｌ領域）から成る
不純物拡散層１８，２０を形成して絶縁による素子分離
を行うことにより、ピエゾ抵抗体２２及び２４相互間、
あるいはピエゾ抵抗体２２と２４との間におけるリーク
電流や光が照射されて発生するキャリアの影響を排除す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己検知型SPM プ
ローブに係り、さらに詳しくは、半導体基板表面にピエ
ゾ抵抗体がＵ字状に配置されたカンチレバータイプのSP
M プローブを用いた自己検知型SPM プローブの構造に関
する。
ローブに係り、さらに詳しくは、半導体基板表面にピエ
ゾ抵抗体がＵ字状に配置されたカンチレバータイプのSP
M プローブを用いた自己検知型SPM プローブの構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、原子オーダの微小領域の表面形状
または物理量の変位を解明するために、走査型プローブ
顕微鏡（SPM ：Scanning Probe Microscope ）が用いら
れている。SPM 装置は、先端部に探針を設けたSPM プロ
ーブを走査プローブとして利用している。このようなSP
M プローブを用いたSPM 装置は、プローブ先端の探針で
試料表面を走査することにより、試料表面と探針との間
に相互作用（引力または斥力等）が発生し、その力をSP
M プローブの撓み量として検出することで試料表面の形
状等を測定することができる。
または物理量の変位を解明するために、走査型プローブ
顕微鏡（SPM ：Scanning Probe Microscope ）が用いら
れている。SPM 装置は、先端部に探針を設けたSPM プロ
ーブを走査プローブとして利用している。このようなSP
M プローブを用いたSPM 装置は、プローブ先端の探針で
試料表面を走査することにより、試料表面と探針との間
に相互作用（引力または斥力等）が発生し、その力をSP
M プローブの撓み量として検出することで試料表面の形
状等を測定することができる。
【０００３】そして、SPM プローブの撓み量は、例え
ば、SPM プローブにピエゾ抵抗体が半導体表面に形成さ
れたピエゾレジスティブプローブを用いることにより、
抵抗の変動を計測して撓み量を検出していた。このよう
なSPM プローブは、自己検知型SPM プローブと称されて
いる。
ば、SPM プローブにピエゾ抵抗体が半導体表面に形成さ
れたピエゾレジスティブプローブを用いることにより、
抵抗の変動を計測して撓み量を検出していた。このよう
なSPM プローブは、自己検知型SPM プローブと称されて
いる。
【０００４】この種の従来の自己検知型SPM プローブ
は、例えば図１６および図１７に示されるように、一般
的にカンチレバー形状で製作される。図１７におけるSP
M プローブ１８０は、カンチレバー１８２と参照抵抗値
を計測するためのリファレンス１８４とで構成され、こ
れらのカンチレバー１８２とリファレンス１８４は、こ
こではｎ型のシリコン基板１８６表面にそれぞれＵ字型
（図１６参照）にｐ型の不純物イオンを選択的に注入す
ることにより、ｐ+ のピエゾ抵抗体１８８，１９０がそ
れぞれ形成される。
は、例えば図１６および図１７に示されるように、一般
的にカンチレバー形状で製作される。図１７におけるSP
M プローブ１８０は、カンチレバー１８２と参照抵抗値
を計測するためのリファレンス１８４とで構成され、こ
れらのカンチレバー１８２とリファレンス１８４は、こ
こではｎ型のシリコン基板１８６表面にそれぞれＵ字型
（図１６参照）にｐ型の不純物イオンを選択的に注入す
ることにより、ｐ+ のピエゾ抵抗体１８８，１９０がそ
れぞれ形成される。
【０００５】そして、シリコン基板１８６表面には、カ
ンチレバー１８２のメタルコンタクト部と、リファレン
ス１８４のメタルコンタクト部とを除いて表面を保護す
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１９２が形成され、各メ
タルコンタクト部にコンタクト用のアルミニウム電極
（Ａｌ）１９４，１９６，１９８，２００がそれぞれ埋
め込まれる。ここでは、ｎ型のシリコン基板１８６表面
にｐ型の不純物イオンを注入してｐ+ のピエゾ抵抗体１
８８，１９０を形成したが、逆に、ｐ型のシリコン基板
を用いた場合は、基板表面にｎ型の不純物イオンを注入
してｎ+ のピエゾ抵抗体が形成される。
ンチレバー１８２のメタルコンタクト部と、リファレン
ス１８４のメタルコンタクト部とを除いて表面を保護す
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１９２が形成され、各メ
タルコンタクト部にコンタクト用のアルミニウム電極
（Ａｌ）１９４，１９６，１９８，２００がそれぞれ埋
め込まれる。ここでは、ｎ型のシリコン基板１８６表面
にｐ型の不純物イオンを注入してｐ+ のピエゾ抵抗体１
８８，１９０を形成したが、逆に、ｐ型のシリコン基板
を用いた場合は、基板表面にｎ型の不純物イオンを注入
してｎ+ のピエゾ抵抗体が形成される。
【０００６】このような従来の自己検知型SPM プローブ
１８０は、先端部に不図示の探針が設けられた走査型プ
ローブ顕微鏡のカンチレバー１８２が試料表面で走査さ
れる際に、試料表面と探針との間に原子間力に基づく引
力または斥力が発生し、その原子間力でカンチレバー１
８２が撓む際に、ピエゾ抵抗体１８８の抵抗値が変動す
るのを利用して、カンチレバー１８２の撓み量を検出す
る。カンチレバー１８２のピエゾ抵抗体１８８の抵抗値
の変動は、上記メタルコンタクト部のアルミニウム電極
１９４および１９６を介して計測される。
１８０は、先端部に不図示の探針が設けられた走査型プ
ローブ顕微鏡のカンチレバー１８２が試料表面で走査さ
れる際に、試料表面と探針との間に原子間力に基づく引
力または斥力が発生し、その原子間力でカンチレバー１
８２が撓む際に、ピエゾ抵抗体１８８の抵抗値が変動す
るのを利用して、カンチレバー１８２の撓み量を検出す
る。カンチレバー１８２のピエゾ抵抗体１８８の抵抗値
の変動は、上記メタルコンタクト部のアルミニウム電極
１９４および１９６を介して計測される。
【０００７】また、上記動作と並行して、リファレンス
１８４においても抵抗値の測定が行われる。これは、ピ
エゾ抵抗体自体の抵抗値が撓み以外の条件（例えば、温
度条件）によって変動するため、ホイートストン・ブリ
ッジを用いて温度補償を行うための参照抵抗値を提供す
るものである。
１８４においても抵抗値の測定が行われる。これは、ピ
エゾ抵抗体自体の抵抗値が撓み以外の条件（例えば、温
度条件）によって変動するため、ホイートストン・ブリ
ッジを用いて温度補償を行うための参照抵抗値を提供す
るものである。
【０００８】このような、ピエゾ抵抗体を用いた自己検
知型SPM プローブに関する公報としては、特開平５−１
９６４５８号公報、Ｕ．Ｓ．Patent ５，４４４，２４
４、Ｕ．Ｓ．Patent ５，３４５，８１５などがある。
知型SPM プローブに関する公報としては、特開平５−１
９６４５８号公報、Ｕ．Ｓ．Patent ５，４４４，２４
４、Ｕ．Ｓ．Patent ５，３４５，８１５などがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自己検知型SPM プローブにあっては、半導体
基板１８６の表面にカンチレバー１８２やリファレンス
１８４のピエゾ抵抗体１８８，１９０がＵ字状に配置さ
れていたため、半導体基板１８６を介して向かい合うピ
エゾ抵抗体間（例えば、１８８相互間、１９０相互間、
１８８と１９０）などで電流のリークが発生すると、ピ
エゾ抵抗体の抵抗値の変動が適正に検出できなくなると
いう不都合があった。
うな従来の自己検知型SPM プローブにあっては、半導体
基板１８６の表面にカンチレバー１８２やリファレンス
１８４のピエゾ抵抗体１８８，１９０がＵ字状に配置さ
れていたため、半導体基板１８６を介して向かい合うピ
エゾ抵抗体間（例えば、１８８相互間、１９０相互間、
１８８と１９０）などで電流のリークが発生すると、ピ
エゾ抵抗体の抵抗値の変動が適正に検出できなくなると
いう不都合があった。
【００１０】また、ピエゾ抵抗体１８８，１９０の近辺
に光が照射された場合、半導体基板１８６の表面にキャ
リアが発生し、抵抗値測定時にノイズを生じることか
ら、適正なピエゾ抵抗体の抵抗値の変動が検出できなく
なるという不都合があった。
に光が照射された場合、半導体基板１８６の表面にキャ
リアが発生し、抵抗値測定時にノイズを生じることか
ら、適正なピエゾ抵抗体の抵抗値の変動が検出できなく
なるという不都合があった。
【００１１】そこで、上記した光の影響を排除するた
め、ピエゾ抵抗体自体を遮光材で被覆して遮光すること
も考えられるが、被覆対象が非常に微小なものであり、
且つ、カンチレバー１８２が試料の表面形状に合わせて
撓むようにする必要があることから、遮光材でピエゾ抵
抗体の被覆を行うのは困難であった。
め、ピエゾ抵抗体自体を遮光材で被覆して遮光すること
も考えられるが、被覆対象が非常に微小なものであり、
且つ、カンチレバー１８２が試料の表面形状に合わせて
撓むようにする必要があることから、遮光材でピエゾ抵
抗体の被覆を行うのは困難であった。
【００１２】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、ピエゾ抵抗体間で半導体基板
を介して電流がリークしたり、光の照射により発生した
キャリアの影響でピエゾ抵抗体の抵抗値測定時にノイズ
が発生するのを防止して、カンチレバーの撓み量を適正
に検出することができる自己検知型SPM プローブを提供
することを目的としている。
に鑑みてなされたもので、ピエゾ抵抗体間で半導体基板
を介して電流がリークしたり、光の照射により発生した
キャリアの影響でピエゾ抵抗体の抵抗値測定時にノイズ
が発生するのを防止して、カンチレバーの撓み量を適正
に検出することができる自己検知型SPM プローブを提供
することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、半導体基板表面にピエ
ゾ抵抗体がＵ字状に配置されたカンチレバーを用いた自
己検知型SPM プローブにおいて、前記Ｕ字状のピエゾ抵
抗体が対向する前記半導体基板間を絶縁処理して素子分
離を行うことを特徴としている。
めに、請求項１に記載の発明は、半導体基板表面にピエ
ゾ抵抗体がＵ字状に配置されたカンチレバーを用いた自
己検知型SPM プローブにおいて、前記Ｕ字状のピエゾ抵
抗体が対向する前記半導体基板間を絶縁処理して素子分
離を行うことを特徴としている。
【００１４】これによれば、Ｕ字状のピエゾ抵抗体が対
向する半導体基板間を絶縁処理して素子分離を施したた
め、リーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイ
ズが生じるを防止して、カンチレバーの撓み量を適正に
検出することができる。
向する半導体基板間を絶縁処理して素子分離を施したた
め、リーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイ
ズが生じるを防止して、カンチレバーの撓み量を適正に
検出することができる。
【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の自己検知型SPM プローブにおいて、前記カンチレバー
に隣接した前記半導体基板表面に別のピエゾ抵抗体がＵ
字状に配置され、参照抵抗値を計測するリファレンスを
さらに具備し、前記リファレンスのＵ字状のピエゾ抵抗
体が対向する前記半導体基板間を絶縁処理して素子分離
を行うことを特徴としている。
の自己検知型SPM プローブにおいて、前記カンチレバー
に隣接した前記半導体基板表面に別のピエゾ抵抗体がＵ
字状に配置され、参照抵抗値を計測するリファレンスを
さらに具備し、前記リファレンスのＵ字状のピエゾ抵抗
体が対向する前記半導体基板間を絶縁処理して素子分離
を行うことを特徴としている。
【００１６】これによれば、カンチレバーに隣接してピ
エゾ抵抗体によるリファレンスが形成されている場合
に、リファレンスのＵ字状のピエゾ抵抗体が対向する半
導体基板間についても絶縁処理して素子分離を施すよう
にしたため、リファレンスにおけるリーク電流や光によ
るキャリア発生で参照抵抗値計測時にノイズが生じるを
防止して、カンチレバーの撓み量を適正に検出すること
ができる。
エゾ抵抗体によるリファレンスが形成されている場合
に、リファレンスのＵ字状のピエゾ抵抗体が対向する半
導体基板間についても絶縁処理して素子分離を施すよう
にしたため、リファレンスにおけるリーク電流や光によ
るキャリア発生で参照抵抗値計測時にノイズが生じるを
防止して、カンチレバーの撓み量を適正に検出すること
ができる。
【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記半導体基板を挟んで対向配置された各ピエ
ゾ抵抗体の少なくとも対向面側の半導体基板中に、該半
導体基板を構成する導電型とは逆の導電型の不純物拡散
層をそれぞれ形成して素子分離を行うことを特徴として
いる。
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記半導体基板を挟んで対向配置された各ピエ
ゾ抵抗体の少なくとも対向面側の半導体基板中に、該半
導体基板を構成する導電型とは逆の導電型の不純物拡散
層をそれぞれ形成して素子分離を行うことを特徴として
いる。
【００１８】これによれば、絶縁処理として、半導体基
板を挟んで対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも
対向面側の半導体基板中に、半導体基板を構成する導電
型とは逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成するこ
とにより、素子分離を行うようにしたため、リーク電流
や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生じるを防
止することができる。
板を挟んで対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも
対向面側の半導体基板中に、半導体基板を構成する導電
型とは逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成するこ
とにより、素子分離を行うようにしたため、リーク電流
や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生じるを防
止することができる。
【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記Ｕ字状に配置されたピエゾ抵抗体をそのＵ
字に合わせた半導体層上に形成するとともに、該半導体
層と前記半導体基板との間に絶縁層を配置して素子分離
を行うことを特徴としている。
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記Ｕ字状に配置されたピエゾ抵抗体をそのＵ
字に合わせた半導体層上に形成するとともに、該半導体
層と前記半導体基板との間に絶縁層を配置して素子分離
を行うことを特徴としている。
【００２０】これによれば、絶縁処理として、Ｕ字状に
配置されたピエゾ抵抗体をそのＵ字に合わせた半導体層
上に形成するとともに、その半導体層と半導体基板との
間に絶縁層を配置することにより、素子分離を行うよう
にしたため、リーク電流や光によるキャリア発生で測定
時にノイズが生じるを防止することができる。
配置されたピエゾ抵抗体をそのＵ字に合わせた半導体層
上に形成するとともに、その半導体層と半導体基板との
間に絶縁層を配置することにより、素子分離を行うよう
にしたため、リーク電流や光によるキャリア発生で測定
時にノイズが生じるを防止することができる。
【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項１または
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記半導体基板を挟んで対向配置された各ピエ
ゾ抵抗体の少なくとも対向面側の半導体基板中に、該半
導体基板を構成する導電型とは逆の導電型の不純物拡散
層をそれぞれ形成するとともに、向かい合う各ピエゾ抵
抗体の間の半導体基板中に絶縁体を形成して素子分離を
行うことを特徴としている。
２に記載の自己検知型SPM プローブにおいて、前記絶縁
処理は、前記半導体基板を挟んで対向配置された各ピエ
ゾ抵抗体の少なくとも対向面側の半導体基板中に、該半
導体基板を構成する導電型とは逆の導電型の不純物拡散
層をそれぞれ形成するとともに、向かい合う各ピエゾ抵
抗体の間の半導体基板中に絶縁体を形成して素子分離を
行うことを特徴としている。
【００２２】これによれば、絶縁処理として、半導体基
板を挟んで対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも
対向面側の半導体基板中に、半導体基板を構成する導電
型とは逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成すると
ともに、向かい合う各ピエゾ抵抗体の間の半導体基板中
に絶縁体を形成することにより、素子分離を行うように
したため、リーク電流や光によるキャリア発生で測定時
にノイズが生じるを防止することができる。請求項６に
記載の発明は、請求項１から５に記載の自己検知型SPM
プローブを使ったSPM 装置であることを特徴としてい
る。これによれば、光りリークの少ないプローブを使う
ことにより、従来必要であった遮光機構が不要となり、
光リーク電流による測定時のノイズを防止することがで
き、高精度の測定ができる。
板を挟んで対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも
対向面側の半導体基板中に、半導体基板を構成する導電
型とは逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成すると
ともに、向かい合う各ピエゾ抵抗体の間の半導体基板中
に絶縁体を形成することにより、素子分離を行うように
したため、リーク電流や光によるキャリア発生で測定時
にノイズが生じるを防止することができる。請求項６に
記載の発明は、請求項１から５に記載の自己検知型SPM
プローブを使ったSPM 装置であることを特徴としてい
る。これによれば、光りリークの少ないプローブを使う
ことにより、従来必要であった遮光機構が不要となり、
光リーク電流による測定時のノイズを防止することがで
き、高精度の測定ができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る自己検知型
SPM プローブの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明
する。
SPM プローブの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明
する。
【００２４】（実施の形態１）図１には、実施の形態１
に係る自己検知型SPM プローブ１０の平面図が示され、
図２には、図１のＡ−Ａ線断面図が示されている。
に係る自己検知型SPM プローブ１０の平面図が示され、
図２には、図１のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００２５】図１において、自己検知型SPM プローブ１
０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定するカ
ンチレバー１２と、参照抵抗値を検出するリファレンス
１４とを備えている。カンチレバー１２側の半導体基板
１６表面には、Ｕ字状に設けられたピエゾ抵抗体２２
と、リファレンス１４側の半導体基板１６の表面には、
同一形状のピエゾ抵抗体２４（例えば、ｐ+ ピエゾ抵抗
領域）が設けられている。
０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定するカ
ンチレバー１２と、参照抵抗値を検出するリファレンス
１４とを備えている。カンチレバー１２側の半導体基板
１６表面には、Ｕ字状に設けられたピエゾ抵抗体２２
と、リファレンス１４側の半導体基板１６の表面には、
同一形状のピエゾ抵抗体２４（例えば、ｐ+ ピエゾ抵抗
領域）が設けられている。
【００２６】実施の形態１の特徴的な構成は、これらピ
エゾ抵抗体２２，２４と半導体基板１６とが接する面
に、半導体基板１６の導電型（例えば、ｐ型シリコン基
板）と逆の導電型（例えば、ｎ- ｗｅｌｌ領域）から成
る不純物拡散層１８，２０を形成している点にある。
エゾ抵抗体２２，２４と半導体基板１６とが接する面
に、半導体基板１６の導電型（例えば、ｐ型シリコン基
板）と逆の導電型（例えば、ｎ- ｗｅｌｌ領域）から成
る不純物拡散層１８，２０を形成している点にある。
【００２７】そして、ピエゾ抵抗体２２および２４は、
メタルコンタクト部を介してアルミニウム電極（Ａｌ）
３０，３２および３４，３６により引き出されている。
カンチレバー１２では、電極３０，３２間の抵抗値変動
が検出され、リファレンス１４では、電極３４，３６間
の抵抗値が検出される。
メタルコンタクト部を介してアルミニウム電極（Ａｌ）
３０，３２および３４，３６により引き出されている。
カンチレバー１２では、電極３０，３２間の抵抗値変動
が検出され、リファレンス１４では、電極３４，３６間
の抵抗値が検出される。
【００２８】これらの構成を図１のＡ−Ａ線断面図の図
２で見ると、半導体基板１６（ｐ型シリコン基板）の表
面には、不純物拡散層１８，２０（ｎ- ｗｅｌｌ領域）
を介して、Ｕ字状のピエゾ抵抗体２２および２４（ｐ+
ピエゾ抵抗領域）が設けられていることが分かる。この
ように、半導体基板１６（ｐ型シリコン基板）とピエゾ
抵抗体２２，２４（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）との間には、
半導体基板１６とは逆の導電型（ｎ- ｗｅｌｌ領域）の
不純物拡散層１８，２０を介在させているので、この不
純物拡散層１８，２０が絶縁体として作用する。
２で見ると、半導体基板１６（ｐ型シリコン基板）の表
面には、不純物拡散層１８，２０（ｎ- ｗｅｌｌ領域）
を介して、Ｕ字状のピエゾ抵抗体２２および２４（ｐ+
ピエゾ抵抗領域）が設けられていることが分かる。この
ように、半導体基板１６（ｐ型シリコン基板）とピエゾ
抵抗体２２，２４（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）との間には、
半導体基板１６とは逆の導電型（ｎ- ｗｅｌｌ領域）の
不純物拡散層１８，２０を介在させているので、この不
純物拡散層１８，２０が絶縁体として作用する。
【００２９】このため、ピエゾ抵抗体２２や２４相互
間、あるいは、ピエゾ抵抗体２２と２４との間で電流が
リークすることが無くなるとともに、ピエゾ抵抗体２
２，２４近辺に光が照射されて半導体基板１６表面にキ
ャリアが発生しても、不純物拡散層１８，２０で電子の
移動が遮られ、ノイズ（光による外乱）の発生を防止す
ることができる。
間、あるいは、ピエゾ抵抗体２２と２４との間で電流が
リークすることが無くなるとともに、ピエゾ抵抗体２
２，２４近辺に光が照射されて半導体基板１６表面にキ
ャリアが発生しても、不純物拡散層１８，２０で電子の
移動が遮られ、ノイズ（光による外乱）の発生を防止す
ることができる。
【００３０】つぎに、図２に示される不純物拡散層１８
の形成工程を図３および図４を用いて説明する。なお、
図３および図４では、図２のカンチレバー１２の一方の
ピエゾ抵抗体２２の不純物拡散層１８の工程断面が示さ
れ、図２と同一部分については、同一の符号を付してい
る。
の形成工程を図３および図４を用いて説明する。なお、
図３および図４では、図２のカンチレバー１２の一方の
ピエゾ抵抗体２２の不純物拡散層１８の工程断面が示さ
れ、図２と同一部分については、同一の符号を付してい
る。
【００３１】図３（ａ）に示されるように、ｐ型シリコ
ン基板から成る半導体基板１６の裏面側と表面側に所定
膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）４０，４２を形成
し、カンチレバーの探針を形成する表面側のシリコン酸
化膜４２上に、エッチングマスクとなるフォトレジスト
膜４４をパターニング形成する。
ン基板から成る半導体基板１６の裏面側と表面側に所定
膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）４０，４２を形成
し、カンチレバーの探針を形成する表面側のシリコン酸
化膜４２上に、エッチングマスクとなるフォトレジスト
膜４４をパターニング形成する。
【００３２】つぎに、このフォトレジスト膜４４をマス
クとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてシリコン基
板１６をエッチングすることにより、探針を形成するた
めのマスクとなるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）４２がパ
ターニングされる（図３（ｂ）参照）。
クとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてシリコン基
板１６をエッチングすることにより、探針を形成するた
めのマスクとなるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）４２がパ
ターニングされる（図３（ｂ）参照）。
【００３３】そして、このシリコン酸化膜４２をマスク
として、リアクティブ・イオン・エッチング （ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク４２の下に先端の尖った
探針（Ｔｉｐ）４４を形成することができる（図３
（ｃ）参照）。
として、リアクティブ・イオン・エッチング （ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク４２の下に先端の尖った
探針（Ｔｉｐ）４４を形成することができる（図３
（ｃ）参照）。
【００３４】図３（ｄ）では、半導体基板１６表面に不
純物拡散領域１８の形成領域が開口したフォトレジスト
膜４６をフォトリソグラフィ技術により形成し、ｎ- ｗ
ｅｌｌ領域を形成するリン（Ｐ）などのＶ族元素をイオ
ン注入して、不純物拡散層１８を形成する。
純物拡散領域１８の形成領域が開口したフォトレジスト
膜４６をフォトリソグラフィ技術により形成し、ｎ- ｗ
ｅｌｌ領域を形成するリン（Ｐ）などのＶ族元素をイオ
ン注入して、不純物拡散層１８を形成する。
【００３５】また、図３（ｅ）では、不純物拡散層１８
内のピエゾ抵抗体２２の形成領域が開口したフォトレジ
スト膜４８を形成し、イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ抵
抗領域を形成することにより、ピエゾ抵抗体２２が不純
物拡散層１８の内側に形成される。
内のピエゾ抵抗体２２の形成領域が開口したフォトレジ
スト膜４８を形成し、イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ抵
抗領域を形成することにより、ピエゾ抵抗体２２が不純
物拡散層１８の内側に形成される。
【００３６】つぎに、図４（ｆ）では、カンチレバーの
先端部を形成するため、フォトレジスト膜５０を形成
し、これをマスクとしてＲＩＥにより半導体基板１６を
少なくともカンチレバー厚さと同じ深さまで異方性エッ
チングを行って、カンチレバーの端部を形成する。
先端部を形成するため、フォトレジスト膜５０を形成
し、これをマスクとしてＲＩＥにより半導体基板１６を
少なくともカンチレバー厚さと同じ深さまで異方性エッ
チングを行って、カンチレバーの端部を形成する。
【００３７】図４（ｇ）では、基板表面のフォトレジス
ト５０を除去するとともに、裏面側のシリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 ）４０の下にエッチングマスクとなるフォト
レジスト膜５２を形成し、これをマスクとして緩衝フッ
酸溶液（ＢＨＦ）を用いてバックエッチングを行って、
シリコン酸化膜４０をパターニングする。
ト５０を除去するとともに、裏面側のシリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 ）４０の下にエッチングマスクとなるフォト
レジスト膜５２を形成し、これをマスクとして緩衝フッ
酸溶液（ＢＨＦ）を用いてバックエッチングを行って、
シリコン酸化膜４０をパターニングする。
【００３８】図４（ｈ）では、半導体基板１６のピエゾ
抵抗体２２のメタルコンタクト部と探針４４以外の部分
をシリコン酸化膜２６で覆って表面を保護するととも
に、メタルコンタクト部にアルミニウム（Ａｌ）を埋め
込んで電極３０を形成する。
抵抗体２２のメタルコンタクト部と探針４４以外の部分
をシリコン酸化膜２６で覆って表面を保護するととも
に、メタルコンタクト部にアルミニウム（Ａｌ）を埋め
込んで電極３０を形成する。
【００３９】そして、図４（ｉ）では、図４（ｇ）でパ
ターニング形成したシリコン酸化膜４０をマスクとして
４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を用い
てバックエッチングを行うことにより、半導体基板１６
の裏面側が削られ、可撓性を有する所定の厚さのカンチ
レバーが形成される。
ターニング形成したシリコン酸化膜４０をマスクとして
４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を用い
てバックエッチングを行うことにより、半導体基板１６
の裏面側が削られ、可撓性を有する所定の厚さのカンチ
レバーが形成される。
【００４０】以上説明したように、本実施の形態１によ
れば、半導体基板１６を挟んで対向配置されたＵ字状の
ピエゾ抵抗体の周囲に、半導体基板とは逆の導電型の不
純物拡散層１８を形成したため、絶縁による素子分離が
行われ、ピエゾ抵抗体相互間のリーク電流や光の照射で
発生するキャリアによる測定時のノイズを防止すること
が可能となり、カンチレバーの撓み量を適正に検出する
ことができる。
れば、半導体基板１６を挟んで対向配置されたＵ字状の
ピエゾ抵抗体の周囲に、半導体基板とは逆の導電型の不
純物拡散層１８を形成したため、絶縁による素子分離が
行われ、ピエゾ抵抗体相互間のリーク電流や光の照射で
発生するキャリアによる測定時のノイズを防止すること
が可能となり、カンチレバーの撓み量を適正に検出する
ことができる。
【００４１】なお、上記実施の形態１では、半導体基板
１６にｐ型シリコン基板、ピエゾ抵抗体２２および２４
にｐ+ ピエゾ抵抗領域、および不純物拡散層１８および
２０にｎ- ｗｅｌｌ領域で構成したが、それぞれ逆の導
電型として、半導体基板１６にｎ型シリコン基板、ピエ
ゾ抵抗体２２および２４にｎ+ ピエゾ抵抗領域、および
不純物拡散層１８および２０にｐ- ｗｅｌｌ領域で構成
しても勿論良い。
１６にｐ型シリコン基板、ピエゾ抵抗体２２および２４
にｐ+ ピエゾ抵抗領域、および不純物拡散層１８および
２０にｎ- ｗｅｌｌ領域で構成したが、それぞれ逆の導
電型として、半導体基板１６にｎ型シリコン基板、ピエ
ゾ抵抗体２２および２４にｎ+ ピエゾ抵抗領域、および
不純物拡散層１８および２０にｐ- ｗｅｌｌ領域で構成
しても勿論良い。
【００４２】（実施の形態２）図５には、実施の形態２
に係る自己検知型SPM プローブ６０の平面図が示され、
図６には、図５のＢ−Ｂ線断面図が示されている。
に係る自己検知型SPM プローブ６０の平面図が示され、
図６には、図５のＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００４３】図５において、自己検知型SPM プローブ６
０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定するカ
ンチレバー６２と、参照抵抗値を検出するリファレンス
６４とを備えている。
０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定するカ
ンチレバー６２と、参照抵抗値を検出するリファレンス
６４とを備えている。
【００４４】本実施の形態２の特徴は、図６に示される
ように、シリコンから成る半導体基板６６上に埋め込み
酸化層（ＳｉＯ2 ）６８を形成し、さらにその上にシリ
コン層７０および７２を熱的に貼り合わせたＳＯＩ（Si
licon on Insulator) 技術を用いることにより、Ｕ字型
のピエゾ抵抗体間を絶縁して素子分離を行っている点に
ある。
ように、シリコンから成る半導体基板６６上に埋め込み
酸化層（ＳｉＯ2 ）６８を形成し、さらにその上にシリ
コン層７０および７２を熱的に貼り合わせたＳＯＩ（Si
licon on Insulator) 技術を用いることにより、Ｕ字型
のピエゾ抵抗体間を絶縁して素子分離を行っている点に
ある。
【００４５】すなわち、図５および図６に示されるよう
に、半導体基板６６上には、絶縁体の埋め込み酸化層６
８が形成され、その埋め込み酸化層６８上に形成された
Ｕ字状のＳＯＩシリコン層７０，７２の上に、さらにＵ
字状のピエゾ抵抗体７４，７６が形成されている。この
ため、対向するピエゾ抵抗体７４同士、あるいは隣接す
るピエゾ抵抗体７４と７６との間が埋め込み酸化層６８
や酸化膜７８により絶縁されることから、ピエゾ抵抗体
間のリーク電流やキャリア発生によるノイズの影響を受
けないようにすることができる。
に、半導体基板６６上には、絶縁体の埋め込み酸化層６
８が形成され、その埋め込み酸化層６８上に形成された
Ｕ字状のＳＯＩシリコン層７０，７２の上に、さらにＵ
字状のピエゾ抵抗体７４，７６が形成されている。この
ため、対向するピエゾ抵抗体７４同士、あるいは隣接す
るピエゾ抵抗体７４と７６との間が埋め込み酸化層６８
や酸化膜７８により絶縁されることから、ピエゾ抵抗体
間のリーク電流やキャリア発生によるノイズの影響を受
けないようにすることができる。
【００４６】つぎに、図６に示されるＳＯＩアイランド
による素子分離を行った自己検知型SPM プローブ６０の
形成工程を図７および図８を用いて説明する。なお、図
７および図８では、図６のカンチレバー６２の何れか一
方のピエゾ抵抗体７４を形成する工程断面を示したもの
であり、図６と同一部分については、同一の符号が付し
てある。
による素子分離を行った自己検知型SPM プローブ６０の
形成工程を図７および図８を用いて説明する。なお、図
７および図８では、図６のカンチレバー６２の何れか一
方のピエゾ抵抗体７４を形成する工程断面を示したもの
であり、図６と同一部分については、同一の符号が付し
てある。
【００４７】図７（ａ）に示されるように、シリコン基
板から成る半導体基板６６上に埋め込み酸化層６８を形
成し、さらにその埋め込み酸化層６８上にＳＯＩシリコ
ン層７０を熱的に貼り合わせたサンドイッチ構造のＳＯ
Ｉ基板を形成することができる。そして、そのＳＯＩ基
板の表面側と裏面側とを熱酸化することにより、シリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９０，９２が形成され、そのシリ
コン酸化膜９２上に、エッチングマスクとなるフォトレ
ジスト膜９４をパターニングする。
板から成る半導体基板６６上に埋め込み酸化層６８を形
成し、さらにその埋め込み酸化層６８上にＳＯＩシリコ
ン層７０を熱的に貼り合わせたサンドイッチ構造のＳＯ
Ｉ基板を形成することができる。そして、そのＳＯＩ基
板の表面側と裏面側とを熱酸化することにより、シリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９０，９２が形成され、そのシリ
コン酸化膜９２上に、エッチングマスクとなるフォトレ
ジスト膜９４をパターニングする。
【００４８】つぎに、図７（ｂ）に示されるように、こ
のフォトレジスト膜４４をマスクとして緩衝フッ酸溶液
（ＢＨＦ）を用いてシリコン酸化膜９２を溶液エッチン
グすることにより、探針を形成するためのマスクとなる
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９２がパターニングされ
る。
のフォトレジスト膜４４をマスクとして緩衝フッ酸溶液
（ＢＨＦ）を用いてシリコン酸化膜９２を溶液エッチン
グすることにより、探針を形成するためのマスクとなる
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９２がパターニングされ
る。
【００４９】そして、このシリコン酸化膜９２をマスク
として、リアクティブ・イオン・エッチング （ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク９２の下に先端の尖った
探針（Ｔｉｐ）９４が形成される（図７（ｃ）参照）。
として、リアクティブ・イオン・エッチング （ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク９２の下に先端の尖った
探針（Ｔｉｐ）９４が形成される（図７（ｃ）参照）。
【００５０】さらに、図７（ｄ）では、半導体基板１６
表面にピエゾ抵抗体の形成領域が開口したフォトレジス
ト膜９８を形成した後、イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ
抵抗領域を形成することにより、ピエゾ抵抗体７４をＳ
ＯＩシリコン層７０内に形成することができる。
表面にピエゾ抵抗体の形成領域が開口したフォトレジス
ト膜９８を形成した後、イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ
抵抗領域を形成することにより、ピエゾ抵抗体７４をＳ
ＯＩシリコン層７０内に形成することができる。
【００５１】つぎに、図８（ｅ）では、カンチレバーの
先端部を形成するため、カンチレバー形状のフォトレジ
スト膜５０をＳＯＩシリコン層７０上に形成し、これを
マスクとしてＲＩＥにより埋め込み酸化層６８の手前ま
でＳＯＩシリコン層７０をエッチングして、カンチレバ
ーの先端部を形成する。
先端部を形成するため、カンチレバー形状のフォトレジ
スト膜５０をＳＯＩシリコン層７０上に形成し、これを
マスクとしてＲＩＥにより埋め込み酸化層６８の手前ま
でＳＯＩシリコン層７０をエッチングして、カンチレバ
ーの先端部を形成する。
【００５２】そして、図８（ｆ）では、基板表面のフォ
トレジスト１００を除去するとともに、裏面側のシリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９０の下にエッチングマスクとな
るフォトレジスト膜１０２を形成し、これをマスクとし
て緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてバックエッチング
を行い、シリコン酸化膜９０をパターニングする。
トレジスト１００を除去するとともに、裏面側のシリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）９０の下にエッチングマスクとな
るフォトレジスト膜１０２を形成し、これをマスクとし
て緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてバックエッチング
を行い、シリコン酸化膜９０をパターニングする。
【００５３】そして、図８（ｇ）では、ＳＯＩシリコン
層７０のピエゾ抵抗体７４のメタルコンタクト部と探針
９６以外の部分をシリコン酸化膜７８で覆って表面を保
護するとともに、メタルコンタクト部にアルミニウム
（Ａｌ）を埋め込んで電極８０を形成する。
層７０のピエゾ抵抗体７４のメタルコンタクト部と探針
９６以外の部分をシリコン酸化膜７８で覆って表面を保
護するとともに、メタルコンタクト部にアルミニウム
（Ａｌ）を埋め込んで電極８０を形成する。
【００５４】さらに、図８（ｈ）では、図８（ｇ）でパ
ターニング形成したシリコン酸化膜９０をマスクとして
４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を用い
てバックエッチングを行うことにより、半導体基板６６
と埋め込み酸化層６８が部分的に除去され、ピエゾ抵抗
体７４を備えたＳＯＩシリコン層７０から成るカンチレ
バー６２を形成することができる。
ターニング形成したシリコン酸化膜９０をマスクとして
４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を用い
てバックエッチングを行うことにより、半導体基板６６
と埋め込み酸化層６８が部分的に除去され、ピエゾ抵抗
体７４を備えたＳＯＩシリコン層７０から成るカンチレ
バー６２を形成することができる。
【００５５】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、カンチレバー６２とリファレンス６４に設けられ
るＵ字状のピエゾ抵抗体７４，７６は、半導体基板６６
上に埋め込み酸化層６８が形成され、さらにその上に形
成されたＵ字状のＳＯＩシリコン層７０，７２の表面に
不純物イオンを注入することにより形成されているた
め、向かい合うピエゾ抵抗体７４相互間、ピエゾ抵抗体
７６相互間、あるいは、ピエゾ抵抗体７４と７６との間
が確実に絶縁され、素子分離されるので、リーク電流や
光が照射されて発生するキャリアによる測定時のノイズ
の発生等を防止することが可能となり、カンチレバーの
撓み量を適正に検出することができる。
れば、カンチレバー６２とリファレンス６４に設けられ
るＵ字状のピエゾ抵抗体７４，７６は、半導体基板６６
上に埋め込み酸化層６８が形成され、さらにその上に形
成されたＵ字状のＳＯＩシリコン層７０，７２の表面に
不純物イオンを注入することにより形成されているた
め、向かい合うピエゾ抵抗体７４相互間、ピエゾ抵抗体
７６相互間、あるいは、ピエゾ抵抗体７４と７６との間
が確実に絶縁され、素子分離されるので、リーク電流や
光が照射されて発生するキャリアによる測定時のノイズ
の発生等を防止することが可能となり、カンチレバーの
撓み量を適正に検出することができる。
【００５６】（実施の形態３）図９には、実施の形態３
に係る自己検知型SPM プローブ１１０の平面図が示さ
れ、図１０には、図９のＣ−Ｃ線断面図が示されてい
る。
に係る自己検知型SPM プローブ１１０の平面図が示さ
れ、図１０には、図９のＣ−Ｃ線断面図が示されてい
る。
【００５７】図９において、自己検知型SPM プローブ１
１０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定する
カンチレバー１１２と、参照抵抗値を検出するリファレ
ンス１１４とを備えている。カンチレバー１１２側の半
導体基板１１６の表面には、Ｕ字状に設けられたピエゾ
抵抗体１４０と、リファレンス１１４側の半導体基板１
１６の表面には、同一形状のピエゾ抵抗体１４２（例え
ば、ｐ+ ピエゾ抵抗領域）が設けられている。
１０は、試料表面を走査して試料表面の形状を測定する
カンチレバー１１２と、参照抵抗値を検出するリファレ
ンス１１４とを備えている。カンチレバー１１２側の半
導体基板１１６の表面には、Ｕ字状に設けられたピエゾ
抵抗体１４０と、リファレンス１１４側の半導体基板１
１６の表面には、同一形状のピエゾ抵抗体１４２（例え
ば、ｐ+ ピエゾ抵抗領域）が設けられている。
【００５８】実施の形態３の特徴的な構成は、これらピ
エゾ抵抗体１４０，１４２と半導体基板１１６との間
に、半導体基板１１６の導電型（例えば、ｐ型シリコン
基板）と逆の導電型（例えば、ｎ- 領域）から成る不純
物拡散層１１８，１２０を形成するとともに、対向配置
されたピエゾ抵抗体１４０の間、ピエゾ抵抗体１４２の
間、およびピエゾ抵抗体１４０と１４２との間を絶縁処
理することにより、素子分離を行った点である。
エゾ抵抗体１４０，１４２と半導体基板１１６との間
に、半導体基板１１６の導電型（例えば、ｐ型シリコン
基板）と逆の導電型（例えば、ｎ- 領域）から成る不純
物拡散層１１８，１２０を形成するとともに、対向配置
されたピエゾ抵抗体１４０の間、ピエゾ抵抗体１４２の
間、およびピエゾ抵抗体１４０と１４２との間を絶縁処
理することにより、素子分離を行った点である。
【００５９】そして、ピエゾ抵抗体１４０および１４２
は、メタルコンタクト部を介してアルミニウム電極（Ａ
ｌ）１４６，１４８および１５０，１５２により引き出
されている。カンチレバー１１２では、電極１４６と１
４８との間の抵抗値変動を検出し、リファレンス１１４
では、電極１５０と１５２との間の抵抗値が検出され
る。
は、メタルコンタクト部を介してアルミニウム電極（Ａ
ｌ）１４６，１４８および１５０，１５２により引き出
されている。カンチレバー１１２では、電極１４６と１
４８との間の抵抗値変動を検出し、リファレンス１１４
では、電極１５０と１５２との間の抵抗値が検出され
る。
【００６０】これらの構成を図９のＣ−Ｃ線断面図であ
る図１０で見ると、半導体基板１１６（ｐ型シリコン基
板）の表面付近には、不純物拡散層１１８，１２０（ｎ
- 領域）を介して、Ｕ字状のピエゾ抵抗体１４０および
１４２（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）が設けられている。この
ように、半導体基板１１６（ｐ型シリコン基板）とピエ
ゾ抵抗体１４０，１４２（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）との間
には、半導体基板１１６とは逆の導電型（ｎ- 領域）の
不純物拡散層１１８，１２０を介在させているので、こ
の不純物拡散層１１８，１２０が絶縁体として作用す
る。
る図１０で見ると、半導体基板１１６（ｐ型シリコン基
板）の表面付近には、不純物拡散層１１８，１２０（ｎ
- 領域）を介して、Ｕ字状のピエゾ抵抗体１４０および
１４２（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）が設けられている。この
ように、半導体基板１１６（ｐ型シリコン基板）とピエ
ゾ抵抗体１４０，１４２（ｐ+ ピエゾ抵抗領域）との間
には、半導体基板１１６とは逆の導電型（ｎ- 領域）の
不純物拡散層１１８，１２０を介在させているので、こ
の不純物拡散層１１８，１２０が絶縁体として作用す
る。
【００６１】さらに、本実施の形態３では、上記不純物
拡散層１１８，１２０に加えて、ピエゾ抵抗体１４０や
１４２相互間、あるいは、ピエゾ抵抗体１４０と１４２
との間に、絶縁体としてのシリコン酸化膜１３２，１３
４，１３６をロコス（ＬＯＣＯＳ：LOCal Oxidation of
Silicon）法等を用いて形成するとともに、シリコン酸
化膜１３２，１３４，１３６の下方に回り込みによるリ
ーク電流を防止するためのｐ±拡散領域１２４，１２
６，１２８が形成されている。
拡散層１１８，１２０に加えて、ピエゾ抵抗体１４０や
１４２相互間、あるいは、ピエゾ抵抗体１４０と１４２
との間に、絶縁体としてのシリコン酸化膜１３２，１３
４，１３６をロコス（ＬＯＣＯＳ：LOCal Oxidation of
Silicon）法等を用いて形成するとともに、シリコン酸
化膜１３２，１３４，１３６の下方に回り込みによるリ
ーク電流を防止するためのｐ±拡散領域１２４，１２
６，１２８が形成されている。
【００６２】このため、ピエゾ抵抗体１４０や１４２相
互間、あるいは、ピエゾ抵抗体１４０と１４２との間が
確実に絶縁されて、素子分離されるので、リーク電流や
光の照射により生じたキャリアによるノイズ（光による
外乱）の発生を確実に防止することができる。
互間、あるいは、ピエゾ抵抗体１４０と１４２との間が
確実に絶縁されて、素子分離されるので、リーク電流や
光の照射により生じたキャリアによるノイズ（光による
外乱）の発生を確実に防止することができる。
【００６３】つぎに、図１０に示される自己検知型SPM
プローブのカンチレバー１１２の形成工程を図１１〜図
１３を用いて説明する。なお、図１１〜図１３では、図
１０のカンチレバー１１２の一方のピエゾ抵抗体１４０
の工程断面を示したもので、図１０と同一部分について
は、同一の符号を付している。
プローブのカンチレバー１１２の形成工程を図１１〜図
１３を用いて説明する。なお、図１１〜図１３では、図
１０のカンチレバー１１２の一方のピエゾ抵抗体１４０
の工程断面を示したもので、図１０と同一部分について
は、同一の符号を付している。
【００６４】図１１（ａ）に示されるように、ｐ型シリ
コン基板から成る半導体基板１１６の裏面側と表面側に
所定膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６０，１６２
を形成し、カンチレバーの探針を形成する表面側のシリ
コン酸化膜１６２上に、エッチングマスクとなるフォト
レジスト膜１６４をフォトリソグラフィ技術を用いてパ
ターニング形成する。
コン基板から成る半導体基板１１６の裏面側と表面側に
所定膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６０，１６２
を形成し、カンチレバーの探針を形成する表面側のシリ
コン酸化膜１６２上に、エッチングマスクとなるフォト
レジスト膜１６４をフォトリソグラフィ技術を用いてパ
ターニング形成する。
【００６５】つぎに、このフォトレジスト膜１６４４を
マスクとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてシリコ
ン基板１１６をエッチングすることにより、探針を形成
するためのマスクとなるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１
６２がパターニングされる（図１１（ｂ）参照）。
マスクとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨＦ）を用いてシリコ
ン基板１１６をエッチングすることにより、探針を形成
するためのマスクとなるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１
６２がパターニングされる（図１１（ｂ）参照）。
【００６６】そして、このシリコン酸化膜１６２をマス
クとして、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク１６２の下に先端の尖っ
た探針（Ｔｉｐ）１６６を形成することができる（図１
１（ｃ）参照）。
クとして、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩ
Ｅ）を行うことにより、マスク１６２の下に先端の尖っ
た探針（Ｔｉｐ）１６６を形成することができる（図１
１（ｃ）参照）。
【００６７】図１１（ｄ）では、半導体基板１１６の表
面に不純物拡散層１１８を形成するためのフォトレジス
ト膜１６８を形成し、ｎ- 領域を形成するリン（Ｐ）な
どのＶ族元素をイオン注入することにより、不純物拡散
層１１８が形成される。
面に不純物拡散層１１８を形成するためのフォトレジス
ト膜１６８を形成し、ｎ- 領域を形成するリン（Ｐ）な
どのＶ族元素をイオン注入することにより、不純物拡散
層１１８が形成される。
【００６８】また、図１２（ｅ）では、不純物拡散層１
１８の両端部に素子分離を行う不純物拡散領域１２４，
１２６を形成するためのフォトレジスト膜１６８が形成
され、ｐ±拡散領域を形成するボロン（Ｂ）などの III
族元素をイオン注入することにより、不純物拡散領域１
２４，１２６が形成される。
１８の両端部に素子分離を行う不純物拡散領域１２４，
１２６を形成するためのフォトレジスト膜１６８が形成
され、ｐ±拡散領域を形成するボロン（Ｂ）などの III
族元素をイオン注入することにより、不純物拡散領域１
２４，１２６が形成される。
【００６９】つぎに、図１２（ｆ）では、不純物拡散層
１１８の両端部に素子分離を行う絶縁体としてのシリコ
ン酸化膜をロコス法により形成するため、形成領域以外
は耐酸化性の被膜である窒化シリコン膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
１７２で覆った後、熱酸化することにより、シリコン酸
化膜１３２，１３４が成長して形成される。
１１８の両端部に素子分離を行う絶縁体としてのシリコ
ン酸化膜をロコス法により形成するため、形成領域以外
は耐酸化性の被膜である窒化シリコン膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
１７２で覆った後、熱酸化することにより、シリコン酸
化膜１３２，１３４が成長して形成される。
【００７０】図１２（ｇ）では、窒化シリコン膜１７２
を除去した後、不純物拡散層１１８内のピエゾ抵抗体を
形成する領域部分が開口したフォトレジスト膜１７４を
形成し、このフォトレジスト膜１７４をマスクとして、
イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ抵抗領域を形成すること
により、ピエゾ抵抗体１４０を不純物拡散層１１８上に
形成することができる。
を除去した後、不純物拡散層１１８内のピエゾ抵抗体を
形成する領域部分が開口したフォトレジスト膜１７４を
形成し、このフォトレジスト膜１７４をマスクとして、
イオン注入を行ってｐ+ ピエゾ抵抗領域を形成すること
により、ピエゾ抵抗体１４０を不純物拡散層１１８上に
形成することができる。
【００７１】つぎに、図１２（ｈ）では、半導体基板１
１６の表面側にカンチレバーの先端部を形成するための
フォトレジスト膜１７５を形成し、これをマスクとして
ＲＩＥにより半導体基板１１６を少なくともカンチレバ
ー厚さと同じ深さまで異方性エッチングを行って、カン
チレバーの端部を形成する。
１６の表面側にカンチレバーの先端部を形成するための
フォトレジスト膜１７５を形成し、これをマスクとして
ＲＩＥにより半導体基板１１６を少なくともカンチレバ
ー厚さと同じ深さまで異方性エッチングを行って、カン
チレバーの端部を形成する。
【００７２】そして、図１２（ｉ）では、基板表面のフ
ォトレジスト１７５を除去するとともに、裏面側のシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６０の下にエッチングマスク
となるフォトレジスト膜１７６を形成し、このフォトレ
ジスト膜１７６をマスクとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨ
Ｆ）を用いてバックエッチングを行って、シリコン酸化
膜１６０をパターニングする。
ォトレジスト１７５を除去するとともに、裏面側のシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６０の下にエッチングマスク
となるフォトレジスト膜１７６を形成し、このフォトレ
ジスト膜１７６をマスクとして緩衝フッ酸溶液（ＢＨ
Ｆ）を用いてバックエッチングを行って、シリコン酸化
膜１６０をパターニングする。
【００７３】図１２（ｊ）では、半導体基板１１６のピ
エゾ抵抗体１４０のメタルコンタクト部と探針１６６以
外の部分をシリコン酸化膜１４４で覆って表面を保護す
るとともに、メタルコンタクト部にアルミニウム（Ａ
ｌ）を埋め込んで電極１４８を形成する。
エゾ抵抗体１４０のメタルコンタクト部と探針１６６以
外の部分をシリコン酸化膜１４４で覆って表面を保護す
るとともに、メタルコンタクト部にアルミニウム（Ａ
ｌ）を埋め込んで電極１４８を形成する。
【００７４】そして、図１２（ｋ）では、図１２（ｊ）
でパターニング形成したシリコン酸化膜４０をマスクと
して４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を
用いてバックエッチングを行うことにより、半導体基板
１１６の裏面側が削られ、可撓性を有する所定の厚さの
カンチレバーを形成することができる。
でパターニング形成したシリコン酸化膜４０をマスクと
して４０％の水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2 Ｏ）を
用いてバックエッチングを行うことにより、半導体基板
１１６の裏面側が削られ、可撓性を有する所定の厚さの
カンチレバーを形成することができる。
【００７５】以上説明したように、本実施の形態３によ
れば、半導体基板１１６を挟んで対向配置されたＵ字状
のピエゾ抵抗体の周囲に、半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層１１８が形成されているため、絶縁による
素子分離が行われる。
れば、半導体基板１１６を挟んで対向配置されたＵ字状
のピエゾ抵抗体の周囲に、半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層１１８が形成されているため、絶縁による
素子分離が行われる。
【００７６】また、向かい合うピエゾ抵抗体１４０や１
４２相互間、あるいはピエゾ抵抗体１４０と１４２との
間に、素子分離用のシリコン酸化膜１３２，１３４，１
３６が形成されるとともに、そのシリコン酸化膜１３
２，１３４，１３６の下方領域には、不純物拡散層１１
８や１２０の導電型（ｎ- 領域）とは逆の導電型（ｐ±
領域）の不純物拡散領域１２４，１２６，１２８が形成
されているため、リーク電流の回り込み等も防止するこ
とができ、確実な絶縁による素子分離により、リーク電
流や光が照射されて発生するキャリアによる測定時のノ
イズの発生等が防止されて、カンチレバーの撓み量を適
正に検出することができる。
４２相互間、あるいはピエゾ抵抗体１４０と１４２との
間に、素子分離用のシリコン酸化膜１３２，１３４，１
３６が形成されるとともに、そのシリコン酸化膜１３
２，１３４，１３６の下方領域には、不純物拡散層１１
８や１２０の導電型（ｎ- 領域）とは逆の導電型（ｐ±
領域）の不純物拡散領域１２４，１２６，１２８が形成
されているため、リーク電流の回り込み等も防止するこ
とができ、確実な絶縁による素子分離により、リーク電
流や光が照射されて発生するキャリアによる測定時のノ
イズの発生等が防止されて、カンチレバーの撓み量を適
正に検出することができる。
【００７７】なお、上記実施の形態３では、半導体基板
１１６にｐ型シリコン基板、ピエゾ抵抗体１４０および
１４２にｐ+ ピエゾ抵抗領域、および不純物拡散層１１
８および１２０にｎ- 領域、不純物拡散領域１２４，１
２６，１２８をｐ±領域で構成したが、それぞれ逆の導
電型として、半導体基板１１６にｎ型シリコン基板、ピ
エゾ抵抗体１４０および１４２にｎ+ ピエゾ抵抗領域、
および不純物拡散層１１８および１２０にｐ- 領域、不
純物拡散領域１２４，１２６，１２８をｎ±領域で構成
しても勿論良い。
１１６にｐ型シリコン基板、ピエゾ抵抗体１４０および
１４２にｐ+ ピエゾ抵抗領域、および不純物拡散層１１
８および１２０にｎ- 領域、不純物拡散領域１２４，１
２６，１２８をｐ±領域で構成したが、それぞれ逆の導
電型として、半導体基板１１６にｎ型シリコン基板、ピ
エゾ抵抗体１４０および１４２にｎ+ ピエゾ抵抗領域、
および不純物拡散層１１８および１２０にｐ- 領域、不
純物拡散領域１２４，１２６，１２８をｎ±領域で構成
しても勿論良い。
【００７８】（実施の形態４）図１８は、実施の形態１
〜３のSPM プローブを適用した走査型プローブ顕微鏡装
置の一般的な構成を示したブロック図である。３次元試
料ステージ２７３上には試料２７２が載置され、試料２
７２の上方には、上記した構成のＳＰＭプローブ１０の
探針４４が対向配置されている。測定部２７１はSPM プ
ローブ１０にバイアス信号を印加し、SPM プローブ１０
の変位に応じた出力信号を増幅する。測定器部２７１で
検出されたSPM プローブの検出信号Ｓ１は差動アンプ２
７５の非反転入力端子（＋）に入力される。差動アンプ
２７５の反転入力端子（−）には、例えば撓み量が０の
時に差動増幅器２７５の出力が０になるように、SPM プ
ローブ１０の検出信号に関する基準値が基準値発生部２
７９から入力されている。差動アンプ２７５から出力さ
れる誤差信号Ｓ２は制御部２７６に入力される。制御部
２７６は、誤差信号Ｓ２が０に近付くようにアクチュエ
ータ駆動増幅器２７０を制御する。また、制御部２７６
の出力信号が輝度信号としてＣＲＴへ出力される。走査
信号発生部２７８は、試料２７２をＸＹ方向へ走査させ
るための信号をアクチュエータ駆動増幅器２７０へ出力
し、ＣＲＴへはラスタ走査信号を出力する。これにより
SPM プローブの出力信号に対応した３次元像がＣＲＴ上
に表示される。本装置の構成は一般的なものを示したも
ので、機能等が同一であれば他の方法でも装置の構成は
可能である。 （実施の形態の効果）以上説明したように、自己検知型
SPM プローブでは、探針を試料表面で走査する際に、カ
ンチレバーやリファレンスに用いられるＵ字状のピエゾ
抵抗体の抵抗値を計測してカンチレバーの撓み量を検出
している。そして、上記実施の形態１〜３では、隣接す
るピエゾ抵抗体間でリーク電流や光の照射によりキャリ
アが発生してノイズを生じると正確な抵抗値が計測でき
なくなるため、ピエゾ抵抗体の相互間を各種の絶縁処理
を施すことにより、カンチレバーの撓み量を正しく検出
できるようにしたものである。
〜３のSPM プローブを適用した走査型プローブ顕微鏡装
置の一般的な構成を示したブロック図である。３次元試
料ステージ２７３上には試料２７２が載置され、試料２
７２の上方には、上記した構成のＳＰＭプローブ１０の
探針４４が対向配置されている。測定部２７１はSPM プ
ローブ１０にバイアス信号を印加し、SPM プローブ１０
の変位に応じた出力信号を増幅する。測定器部２７１で
検出されたSPM プローブの検出信号Ｓ１は差動アンプ２
７５の非反転入力端子（＋）に入力される。差動アンプ
２７５の反転入力端子（−）には、例えば撓み量が０の
時に差動増幅器２７５の出力が０になるように、SPM プ
ローブ１０の検出信号に関する基準値が基準値発生部２
７９から入力されている。差動アンプ２７５から出力さ
れる誤差信号Ｓ２は制御部２７６に入力される。制御部
２７６は、誤差信号Ｓ２が０に近付くようにアクチュエ
ータ駆動増幅器２７０を制御する。また、制御部２７６
の出力信号が輝度信号としてＣＲＴへ出力される。走査
信号発生部２７８は、試料２７２をＸＹ方向へ走査させ
るための信号をアクチュエータ駆動増幅器２７０へ出力
し、ＣＲＴへはラスタ走査信号を出力する。これにより
SPM プローブの出力信号に対応した３次元像がＣＲＴ上
に表示される。本装置の構成は一般的なものを示したも
ので、機能等が同一であれば他の方法でも装置の構成は
可能である。 （実施の形態の効果）以上説明したように、自己検知型
SPM プローブでは、探針を試料表面で走査する際に、カ
ンチレバーやリファレンスに用いられるＵ字状のピエゾ
抵抗体の抵抗値を計測してカンチレバーの撓み量を検出
している。そして、上記実施の形態１〜３では、隣接す
るピエゾ抵抗体間でリーク電流や光の照射によりキャリ
アが発生してノイズを生じると正確な抵抗値が計測でき
なくなるため、ピエゾ抵抗体の相互間を各種の絶縁処理
を施すことにより、カンチレバーの撓み量を正しく検出
できるようにしたものである。
【００７９】図１４では、ピエゾ抵抗体に光を照射した
状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）における電
流／電圧（Ｉ−Ｖ）特性を示した線図が示され、（ａ）
は比較例、（ｂ）は本発明である。図１４（ａ）の比較
例を見ると、ピエゾ抵抗体に光が照射された状態（ｐｈ
ｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）とで、電流／電圧特性
（すなわち、抵抗値）が異なってくるため、ピエゾ抵抗
体の抵抗値が適正に計測できなかった。
状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）における電
流／電圧（Ｉ−Ｖ）特性を示した線図が示され、（ａ）
は比較例、（ｂ）は本発明である。図１４（ａ）の比較
例を見ると、ピエゾ抵抗体に光が照射された状態（ｐｈ
ｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）とで、電流／電圧特性
（すなわち、抵抗値）が異なってくるため、ピエゾ抵抗
体の抵抗値が適正に計測できなかった。
【００８０】しかし、図１４（ｂ）の本発明では、ピエ
ゾ抵抗体の相互間を絶縁処理したことにより、光が照射
された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）と
で、電流／電圧特性（抵抗値）に変わりがなくなり、常
にピエゾ抵抗体の抵抗値を適正に計測することができる
ため、カンチレバーの撓み量を正しく検出できることが
分かる。
ゾ抵抗体の相互間を絶縁処理したことにより、光が照射
された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）と
で、電流／電圧特性（抵抗値）に変わりがなくなり、常
にピエゾ抵抗体の抵抗値を適正に計測することができる
ため、カンチレバーの撓み量を正しく検出できることが
分かる。
【００８１】また、図１５では、ピエゾ抵抗体に光を照
射した状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）にお
けるｌｏｇＩ−Ｖ特性（すなわち、リーク電流特性）を
示した線図が示され、（ａ）は比較例、（ｂ）は本発明
である。図１５（ａ）の比較例を見ると、ピエゾ抵抗体
に光が照射された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａ
ｒｋ）とでリーク電流量が異なるとともに、暗い状態で
もリーク電流が多いため、ピエゾ抵抗体の抵抗値を適正
に計測できなかった。
射した状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）にお
けるｌｏｇＩ−Ｖ特性（すなわち、リーク電流特性）を
示した線図が示され、（ａ）は比較例、（ｂ）は本発明
である。図１５（ａ）の比較例を見ると、ピエゾ抵抗体
に光が照射された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａ
ｒｋ）とでリーク電流量が異なるとともに、暗い状態で
もリーク電流が多いため、ピエゾ抵抗体の抵抗値を適正
に計測できなかった。
【００８２】しかし、図１５（ｂ）に示される本発明で
は、ピエゾ抵抗体の相互間を絶縁処理したため、光が照
射された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）と
で、リーク電流特性が変わらなくなるとともに、比較例
における暗い状態よりもリーク電流自体を小さくするこ
とができるため、常にピエゾ抵抗体の抵抗値を適正に計
測して、カンチレバーの撓み量を正しく検出できること
が分かる。
は、ピエゾ抵抗体の相互間を絶縁処理したため、光が照
射された状態（ｐｈｏｔｏ）と暗い状態（ｄａｒｋ）と
で、リーク電流特性が変わらなくなるとともに、比較例
における暗い状態よりもリーク電流自体を小さくするこ
とができるため、常にピエゾ抵抗体の抵抗値を適正に計
測して、カンチレバーの撓み量を正しく検出できること
が分かる。
【００８３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、リーク
電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生じる
を防止して、カンチレバーの撓み量を適正に検出するこ
とができる。
電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生じる
を防止して、カンチレバーの撓み量を適正に検出するこ
とができる。
【００８４】請求項２に記載の発明によれば、リファレ
ンスにおけるリーク電流や光によるキャリア発生で参照
抵抗値計測時にノイズが生じるを防止して、カンチレバ
ーの撓み量を適正に検出することができる。
ンスにおけるリーク電流や光によるキャリア発生で参照
抵抗値計測時にノイズが生じるを防止して、カンチレバ
ーの撓み量を適正に検出することができる。
【００８５】請求項３に記載の発明によれば、ピエゾ抵
抗体と半導体基板との間に半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層を形成して素子分離を行うことにより、リ
ーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生
じるを防止することができる。
抗体と半導体基板との間に半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層を形成して素子分離を行うことにより、リ
ーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが生
じるを防止することができる。
【００８６】請求項４に記載の発明によれば、ピエゾ抵
抗体をそのＵ字に合わせた半導体層上に形成し、その半
導体層と半導体基板との間に絶縁層を配置して素子分離
を行うことにより、リーク電流や光によるキャリア発生
で測定時にノイズが生じるを防止することができる。
抗体をそのＵ字に合わせた半導体層上に形成し、その半
導体層と半導体基板との間に絶縁層を配置して素子分離
を行うことにより、リーク電流や光によるキャリア発生
で測定時にノイズが生じるを防止することができる。
【００８７】請求項５に記載の発明によれば、ピエゾ抵
抗体と半導体基板との間に半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層を形成するとともに、向かい合うピエゾ抵
抗体間に絶縁体を形成して素子分離を行うことにより、
リーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが
生じるを防止することができる。
抗体と半導体基板との間に半導体基板とは逆の導電型の
不純物拡散層を形成するとともに、向かい合うピエゾ抵
抗体間に絶縁体を形成して素子分離を行うことにより、
リーク電流や光によるキャリア発生で測定時にノイズが
生じるを防止することができる。
【００８８】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から５のSPM プローブを使用することで、従来必要であ
った遮光が不用になり、装置が簡略化される。またノイ
ズ等が減少し、より高性能な測定ができる。
から５のSPM プローブを使用することで、従来必要であ
った遮光が不用になり、装置が簡略化される。またノイ
ズ等が減少し、より高性能な測定ができる。
【図１】実施の形態１に係る自己検知型SPM プローブの
平面図である。
平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１に係る自己検知型SPM プローブの
形成工程を説明する図である。
形成工程を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る自己検知型SPM プローブの
形成工程を説明する図である。
形成工程を説明する図である。
【図５】実施の形態２に係る自己検知型SPM プローブの
平面図である。
平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】実施の形態２に係る自己検知型SPM プローブの
形成工程を説明する図である。
形成工程を説明する図である。
【図８】実施の形態２に係る自己検知型SPM プローブの
形成工程を説明する図である。
形成工程を説明する図である。
【図９】実施の形態３に係る自己検知型SPM プローブの
平面図である。
平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る自己検知型SPM プローブ
の形成工程を説明する図である。
の形成工程を説明する図である。
【図１２】実施の形態３に係る自己検知型SPM プローブ
の形成工程を説明する図である。
の形成工程を説明する図である。
【図１３】実施の形態３に係る自己検知型SPM プローブ
の形成工程を説明する図である。
の形成工程を説明する図である。
【図１４】ピエゾ抵抗体に光を照射した状態と暗い状態
における電流／電圧特性を示す線図であり、（ａ）は比
較例、（ｂ）は本発明である。
における電流／電圧特性を示す線図であり、（ａ）は比
較例、（ｂ）は本発明である。
【図１５】ピエゾ抵抗体に光を照射した状態と暗い状態
におけるリーク電流特性を示す線図であり、（ａ）は比
較例、（ｂ）は本発明である。
におけるリーク電流特性を示す線図であり、（ａ）は比
較例、（ｂ）は本発明である。
【図１６】従来の自己検知型SPM プローブの平面図であ
る。
る。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１８】実施の形態４によるＳＰＭ装置の構成を示す
図である。
図である。
１０，６０，１１０ 自己検知型SPM プローブ １２，６２，１１２ カンチレバー １４，６４，１１４ リファレンス １６，６６，１１６ 半導体基板 ２２，２４，７４，７６，１４０，１４２ ピエゾ抵抗
体 １８，２０，１１８，１２０ 不純物拡散層 ７０，７２ ＳＯＩシリコン層（半導体層） ６８ 埋め込み酸化層（絶縁層） １２４，１２６，１２８ 不純物拡散領域（絶縁体） １３２，１３４，１３６ シリコン酸化膜（絶縁体）
体 １８，２０，１１８，１２０ 不純物拡散層 ７０，７２ ＳＯＩシリコン層（半導体層） ６８ 埋め込み酸化層（絶縁層） １２４，１２６，１２８ 不純物拡散領域（絶縁体） １３２，１３４，１３６ シリコン酸化膜（絶縁体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッシェル デポン 千葉県松戸市高塚新田620−４
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板表面にピエゾ抵抗体がＵ字状
に配置されたSPM プローブを用いた自己検知型SPM プロ
ーブにおいて、 前記Ｕ字状のピエゾ抵抗体が対向する前記半導体基板間
を絶縁処理して素子分離を行うことを特徴とする自己検
知型SPM プローブ。 - 【請求項２】 前記SPM プローブに隣接した前記半導体
基板表面に別のピエゾ抵抗体がＵ字状に配置され、参照
抵抗値を計測するリファレンスをさらに具備し、 前記リファレンスのＵ字状のピエゾ抵抗体が対向する前
記半導体基板間を絶縁処理して素子分離を行うことを特
徴とする請求項１に記載の自己検知型SPM プローブ。 - 【請求項３】 前記絶縁処理は、前記半導体基板を挟ん
で対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも対向面側
の半導体基板中に、該半導体基板を構成する導電型とは
逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成して素子分離
を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の自己
検知型SPM プローブ。 - 【請求項４】 前記絶縁処理は、前記Ｕ字状に配置され
たピエゾ抵抗体をそのＵ字に合わせた半導体層上に形成
するとともに、該半導体層と前記半導体基板との間に絶
縁層を配置して素子分離を行うことを特徴とする請求項
１または２に記載の自己検知型SPM プローブ。 - 【請求項５】 前記絶縁処理は、前記半導体基板を挟ん
で対向配置された各ピエゾ抵抗体の少なくとも対向面側
の半導体基板中に、該半導体基板を構成する導電型とは
逆の導電型の不純物拡散層をそれぞれ形成するととも
に、向かい合う各ピエゾ抵抗体の間の半導体基板中に絶
縁体を形成して素子分離を行うことを特徴とする請求項
１または２に記載の自己検知型SPM プローブ。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のSPM
プローブを用いたSPM 装置
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP16117598A JP3883699B2 (ja) | 1997-11-20 | 1998-06-09 | 自己検知型ｓｐｍプローブ及びｓｐｍ装置 |
| US09/197,584 US6388252B1 (en) | 1997-11-20 | 1998-11-19 | Self-detecting type of SPM probe and SPM device |
| DE69821206T DE69821206T2 (de) | 1997-11-20 | 1998-11-20 | Rasterprobenmikroskop mit integriertem Ablenkungssensor |
| EP98309533A EP0922930B1 (en) | 1997-11-20 | 1998-11-20 | Scanning probe microscope with integrated deflection sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-320184 | 1997-11-20 | ||
| JP32018497 | 1997-11-20 | ||
| JP16117598A JP3883699B2 (ja) | 1997-11-20 | 1998-06-09 | 自己検知型ｓｐｍプローブ及びｓｐｍ装置 |
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|---|---|
| JPH11211736A true JPH11211736A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3883699B2 JP3883699B2 (ja) | 2007-02-21 |
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| EP (1) | EP0922930B1 (ja) |
| JP (1) | JP3883699B2 (ja) |
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| JP2010117184A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 検出センサ |
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| WO2008089950A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Nanofactory Instruments Ab | Mems sensor for in situ tem atomic force microscopy |
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-
1998
- 1998-06-09 JP JP16117598A patent/JP3883699B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-19 US US09/197,584 patent/US6388252B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-20 EP EP98309533A patent/EP0922930B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-20 DE DE69821206T patent/DE69821206T2/de not_active Expired - Lifetime
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