KR20040036378A - Piezoelectric cantilever having piezoresistive sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전 캔틸레버에 압저항 센서를 형성하여, 압전 박막의 히스테리시스(Hysteresis)나 크립(Creep)의 비 선형성에 의하여 시료의 표면형상이 왜곡되는 것을 보정할 수 있는 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric cantilever provided with a piezoresistive sensor. More particularly, the piezoelectric cantilever is formed on a piezoelectric cantilever, and the piezoelectric cantilever is formed to form a piezoelectric cantilever. A piezoelectric cantilever is provided with a piezoresistive sensor capable of correcting this distortion.
일반적으로, 원자력 현미경(AFM, Atomic Force Microscopy)은 캔틸레버라 불리는 미소한 막대를 이용하여 표면 형상 등을 측정하는 장치이다.In general, atomic force microscopy (AFM) is a device for measuring the surface shape using a small rod called a cantilever.
캔틸레버 끝단에는 수 ㎚ 크기의 팁이 형성되어 있으며, 이러한 팁과 시편 사이의 원자력을 측정함으로써, 시편의 표면 형상, 전기 또는 자기적인 성질 등을알 수 있다.The tip of the cantilever is formed a tip of a few nm size, by measuring the nuclear power between the tip and the specimen, the surface shape, electrical or magnetic properties of the specimen can be known.
한편, 이 캔틸레버가 아래 위로 휘는 것을 측정하기 위하여 레이저 광선을 캔틸레버 상면에 조사하고, 캔틸레버 상면에서 반사된 광선의 각도를 포토다이오드(Photodiode)를 사용하여 측정한다.On the other hand, in order to measure the bending of the cantilever up and down, a laser beam is irradiated to the upper surface of the cantilever, and the angle of the light beam reflected from the upper surface of the cantilever is measured using a photodiode.
포토다이오드에 의해 측정된 신호는 압전튜브(Piezotube) 구동기에 역되먹임(Feedback)하여 팁 끝과 시료사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하며, 피에조튜브에 가해진 전압을 측정하여 시료의 형상을 측정해낼 수 있다.The signal measured by the photodiode is fed back to the piezotube driver so that the gap between the tip and the sample is kept constant, and the shape of the sample can be measured by measuring the voltage applied to the piezotube. have.
최근, 이러한 원자현미경을 이용하여 ㎚ 이하의 크기를 갖는 원자도 관찰할 수 있게 되었다.In recent years, such an atomic force microscope can be used to observe atoms having a size of less than or equal to nm.
그러나, 레이저와 포토다이오드를 사용한 원자력 현미경 감지장치는 장치 구성이 복잡하여 소형화하기가 어렵고, 압전튜브(Piezotube)의 기계적인 공진주파수가 매우 낮아 동작속도가 매우 느린 문제점이 있었다.However, the atomic force microscope detection device using a laser and a photodiode has a problem in that it is difficult to miniaturize due to a complicated device configuration, and the operation speed is very low because the mechanical resonance frequency of the piezotube is very low.
따라서, 팁과 시편 사이의 간격 유지를 위하여, 압전튜브를 사용하는 대신에 압전 엑츄에이터(Piezoelectric actuator)를 캔틸레버에 집적화한 자체구동형 캔틸레버를 사용하여, 동작속도를 향상시키는 기술이 발표된 바 있다.Therefore, in order to maintain the gap between the tip and the specimen, a technique for improving the operation speed has been published by using a self-driven cantilever integrating a piezoelectric actuator into a cantilever instead of using a piezoelectric tube.
또한, 이러한 캔틸레버를 어레이화하면 동작속도를 더욱 향상시킬 수 있다는 보고도 있었다.In addition, it has been reported that the arrangement of the cantilever can further improve the operation speed.
도 1은 종래의 기술에 의하여 제조된 캔틸레버의 단면도로써, 제 1 실리콘층(51), 실리콘 산화막(52)과 제 2 실리콘층(53)으로 이루어진 실리콘 지지대와; 상기 제 2 실리콘층(53)의 일측 하부가 식각되어, 부상된 캔틸레버부와; 상기 제 2 실리콘층(53)의 상부에 실리콘 질화막(54)이 형성되어 있고, 그 실리콘 질화막(54)의 상부에 형성되어 하부전극(61), PZT막(62)과 상부전극(63)으로 이루어진 압전 캐패시터(60)와; 상기 캔틸레버부의 제 2 실리콘층(53) 가장자리에 형성된 팁(57)으로 이루어져 있다.1 is a cross-sectional view of a cantilever manufactured by a prior art, comprising: a silicon support composed of a first silicon layer 51, a silicon oxide film 52, and a second silicon layer 53; A lower portion of one side of the second silicon layer 53 is etched and floated; A silicon nitride film 54 is formed on the second silicon layer 53, and is formed on the silicon nitride film 54 to form a lower electrode 61, a PZT film 62, and an upper electrode 63. A piezoelectric capacitor 60 formed; A tip 57 is formed at an edge of the second silicon layer 53 of the cantilever part.
이렇게 구성된 캔틸레버는 하이 도핑된 영역(55)을 통하여 히터(56)를 가열함으로서, 팁(57)으로 기록매체에 정보를 저장한다.The cantilever configured as described above heats the heater 56 through the high-doped region 55 to store information on the recording medium with the tip 57.
그리고, 상기 팁(57)이 기록매체의 정보저장홈을 지날 때, 캔틸레버부가 휘어짐으로 인하여, 상기 PZT 캐패시터(60)의 압전 박막에서 발생하는 압전전하(Piezoelectric charge)를 검출하여, 정보를 판독하게 된다.When the tip 57 passes through the information storage groove of the recording medium, the cantilever portion is bent, so that piezoelectric charges generated in the piezoelectric thin film of the PZT capacitor 60 are detected to read information. do.
이 때, PZT 압전 엑츄에이터는 기존 원자력 현미경의 압전 튜브 대신에 탐침과 시료사이의 간격이 일정하게 유지되도록, 캔틸레버의 높이를 변화시키는데 사용하며, 엑츄에이터에 인가된 전압을 통하여 시료의 표면형상을 측정한다.At this time, PZT piezo actuator is used to change the height of the cantilever so that the gap between the probe and the sample is maintained instead of the piezoelectric tube of the conventional atomic force microscope, and the surface shape of the sample is measured by the voltage applied to the actuator. .
그러나, PZT 엑츄에이터에 인가된 전압을 측정하여 시편의 표면형상을 나타내는 경우, PZT 물질이 갖는 히스테리시스(Hysteresis)현상과 크립(Creep)현상 등의 문제로 시료의 정확한 표면형상을 측정할 수 없는 문제점이 있다.However, when measuring the voltage applied to the PZT actuator to indicate the surface shape of the specimen, there is a problem that the exact surface shape of the sample cannot be measured due to problems such as hysteresis and creep phenomenon of the PZT material. have.
PZT 물질은 전압을 인가함에 따라, 전압이 인가된 방향으로 늘어나고, 전압 인가와 수직된 방향으로 수축하는 특성이 있다.As the PZT material is applied with a voltage, the PZT material is stretched in the direction in which the voltage is applied and contracts in a direction perpendicular to the voltage application.
그러나, 전압에 따른 변위 특성은 전압을 증가하면서, 측정한 값과 감소하면서 측정한 값이 차이가 나는 히스테리시스 현상이 나타나는 문제점이 있다.However, the displacement characteristic according to the voltage has a problem in that a hysteresis phenomenon occurs in which the measured value is different from the measured value while increasing the voltage.
또한, 일정한 전압이 인가되었을 때, 변위가 서서히 증가하는 크립현상이 나타나는 문제점이 있다.In addition, when a constant voltage is applied, there is a problem that creep phenomenon in which the displacement gradually increases.
이러한, 문제점으로 인하여 PZT박막에 인가된 전압을 통하여 표면 형상을 측정할 때 오차가 발생한다.Due to this problem, an error occurs when measuring the surface shape through the voltage applied to the PZT thin film.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압전 캔틸레버에 압저항 센서를 형성하여, 압전 박막의 히스테리시스나 크립의 비 선형성에 의하여 시료의 표면형상이 왜곡되는 것을 보정할 수 있는 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, by forming a piezoresistive sensor on the piezoelectric cantilever, it is possible to correct the distortion of the surface shape of the sample due to the hysteresis of the piezoelectric thin film or the nonlinearity of the creep. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric cantilever with a piezoresistive sensor.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 지지대 영역에 연결되어 부상된 캔틸레버 영역과;A preferred aspect for achieving the above object of the present invention is a cantilever region connected to the support region and floated;
상기 캔틸레버 영역의 선단에 형성된 팁과;A tip formed at the tip of the cantilever region;
상기 지지대 영역과 인접된 캔틸레버 영역에 형성된 압전 캐패시터와;A piezoelectric capacitor formed in a cantilever region adjacent to the support region;
상기 압전 캐패시터의 외주면과 이격되면서 형성된 캔틸레버 영역에서 상기 지지대 영역까지 형성된 하이 도핑된 영역과;A high doped region formed from a cantilever region formed to be spaced apart from an outer circumferential surface of the piezoelectric capacitor to the support region;
상기 하이 도핑된 영역에 연결된 전극단자와;An electrode terminal connected to the high doped region;
상기 압전 캐패시터의 측면에 있는 상기 하이 도핑된 영역에 형성된 압저항 센서로 구성된 압전 캔틸레버가 제공된다.There is provided a piezoelectric cantilever composed of a piezoresistive sensor formed in the high doped region on the side of the piezoelectric capacitor.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, 일측과 타측이 일정거리(d) 이격되어 각각 지지대 영역에 연결되어 부상되며, 이격된 영역에 개구가 형성된 캔틸레버 영역과;Another preferred aspect for achieving the above object of the present invention is a cantilever region in which one side and the other side are spaced apart by a predetermined distance (d), respectively, connected to the support region and floated, and the opening is formed in the spaced region;
상기 캔틸레버 영역의 선단에 형성된 팁과;A tip formed at the tip of the cantilever region;
상기 지지대 영역에 연결된 캔틸레버 영역의 일측과 타측 각각에 형성된 제 1과 2 압전 캐패시터와;First and second piezoelectric capacitors formed on one side and the other side of the cantilever region connected to the support region;
상기 제 1과 2 압전 캐패시터 각각의 외주면과 이격되면서 상기 캔틸레버 영역에서 상기 지지대 영역까지 형성된 제 1과 2 하이 도핑된 영역과;First and second high doped regions spaced apart from an outer circumferential surface of each of the first and second piezoelectric capacitors and extending from the cantilever region to the support region;
상기 제 1과 2 하이 도핑된 영역에 각각 연결된 전극단자와;Electrode terminals connected to the first and second high doped regions, respectively;
상기 제 1과 2 압전 캐패시터의 측면에 있는 제 1과 2 하이 도핑된 영역에 각각 형성된 압저항 센서로 구성된 압전 캔틸레버가 제공된다.A piezoelectric cantilever composed of piezoresistive sensors respectively formed in the first and second high doped regions on the side of the first and second piezoelectric capacitors is provided.
도 1은 종래의 기술에 의하여 제조된 캔틸레버의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a cantilever manufactured by the prior art.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정용 압저항 센서를 구비한 압전 캔틸레버의 평면도이다.2 is a plan view of a piezoelectric cantilever having a piezoelectric resistance sensor for correction according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 a-a'선의 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변위 보정용 압저항센서가 구비된 압전 캔틸레버를 이용한 원자력 현미경 시스템의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic diagram of an atomic force microscope system using a piezoelectric cantilever equipped with a displacement resistance piezoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버의 압전 캐패시터에 전압을 인가하면서 압저항 센서와 PSD(Position sensitive detector)의 출력신호를 비교한 그래프이다.FIG. 5 is a graph comparing output signals of a piezoresistive sensor and a position sensitive detector (PSD) while applying a voltage to a piezoelectric capacitor of a piezoelectric cantilever having a piezoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버에 대하여 PSD의 출력신호에 따른 압저항 센서의 출력신호의 그래프이다.6 is a graph of the output signal of the piezoresistive sensor according to the output signal of the PSD for the piezoelectric cantilever with the piezoresistive sensor according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정용 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버의 평면도이다.7 is a plan view of a piezoelectric cantilever equipped with a correction piezoresistive sensor according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
51,53,151,153 : 실리콘층52,152 : 실리콘 산화막51,53,151,153 Silicon layer 52,152 Silicon oxide film
54,154 : 실리콘 질화막57,157,250 : 팁54,154 Silicon nitride film 57,157,250 Tip
60,160,220,130 : 압전 캐패시터61,161 : 하부전극60, 160, 220, 130: piezoelectric capacitor 61, 161: lower electrode
62,162 : PZT막63,163 : 상부전극62,162: PZT film 63,163: upper electrode
100 : 캔틸레버155,221,231 : 하이도핑된 영역100: cantilever 155,221,231: high doped region
156,224,225,234,235 : 압저항 센서165,222,223,232,233 : 전극단자156,224,225,234,235: Piezoresistive sensor165,222,223,232,233: Electrode terminal
200 : 시료210 : 개구200: sample 210: opening
300 : 광학 시스템310 : 레이저 다이오드300: optical system 310: laser diode
320 : 광 검출기500 : 피드백 시스템320: photo detector 500: feedback system
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보정용 압저항 센서를 구비한 압전 캔틸레버의 평면도로써, 지지대 영역에 연결되어 부상된 캔틸레버 영역과; 상기 캔틸레버 영역의 선단에 형성된 팁(157)과; 상기 지지대 영역과 인접된 캔틸레버 영역에 형성된 압전 캐패시터(160)와; 상기 압전 캐패시터(160)의 외주면과 이격되면서 상기 캔틸레버 영역에서 상기 지지대 영역까지 형성된 하이 도핑된 영역(155)과; 상기 하이 도핑된 영역(155)에 연결된 전극단자(165)와; 상기 압전 캐패시터(160)의 측면에 있는 상기 하이 도핑된 영역(155)에 형성된 압저항 센서(156)로 구성된다.2 is a plan view of a piezoelectric cantilever having a correction piezoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention, the cantilever region being connected to a support region and floating therein; A tip 157 formed at the tip of the cantilever region; A piezoelectric capacitor 160 formed in the cantilever region adjacent to the support region; A high doped region 155 spaced apart from an outer circumferential surface of the piezoelectric capacitor 160 and formed from the cantilever region to the support region; An electrode terminal 165 connected to the high doped region 155; And a piezoresistive sensor 156 formed in the high doped region 155 on the side of the piezoelectric capacitor 160.
여기서, 상기 압저항 센서(156)는 이온 주입공정을 수행하여 약 5 X 1014의 도우즈(Dose) 농도로 도펀트(Dopant)가 주입하여 형성한다.Here, the piezoresistive sensor 156 is formed by implanting a dopant at a dose concentration of about 5 × 10 14 by performing an ion implantation process.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예는 상기 PZT 캐패시터(160)의 측면에 있는 상기 하이 도핑된 영역(155)에 압저항 센서(156)를 형성하는 것을 특징으로 한다.Thus, the first embodiment of the present invention is characterized in that the piezoresistive sensor 156 is formed in the high doped region 155 on the side of the PZT capacitor 160.
도 3은 도 2의 a-a'선의 단면도로써, 제 1 실리콘층(151), 실리콘 산화막(152)과 제 2 실리콘층(153)으로 이루어진 실리콘 지지대와; 상기 제 2 실리콘층(153)의 일측 하부가 식각되어, 부상된 캔틸레버부와; 상기 제 2 실리콘층(153)의 상부에 실리콘 질화막(154)이 형성되어 있고, 그 실리콘 질화막(154)의 상부에 형성되어 하부전극(161), PZT막(162)과 상부전극(163)으로 이루어진 압전 캐패시터(160)와; 상기 제 2 실리콘층(153)에 형성되며, 상기 실리콘 질화막(154)을 관통하여 전극단자(165)에 연결된 하이 도핑된 영역(165)과; 상기 하이 도핑된 영역에 형성된 압저항 센서(156)와; 상기 캔틸레버부의 제 2 실리콘층(153) 가장자리에 형성된 팁(157)으로 이루어져 있다.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 2, and includes a silicon support including a first silicon layer 151, a silicon oxide film 152, and a second silicon layer 153; A lower portion of one side of the second silicon layer 153 is etched and floated; A silicon nitride film 154 is formed on the second silicon layer 153, and is formed on the silicon nitride film 154 to form a lower electrode 161, a PZT film 162, and an upper electrode 163. A piezoelectric capacitor 160 formed; A high doped region 165 formed in the second silicon layer 153 and connected to the electrode terminal 165 through the silicon nitride film 154; A piezoresistive sensor 156 formed in the high doped region; The tip 157 is formed at the edge of the second silicon layer 153 of the cantilever portion.
그리고, 상기 압저항 센서(156)는 팁(157)과 시료 사이의 원자력에 의하여 잘 휠 수 있게 하기 위하여 PZT 엑츄에이터가 움직이는 구동부에 비해서 강성계수를 1/10 이하가 되도록 하였으며, 이를 위하여 상대적으로 폭을 좁게 하였다.In addition, the piezoresistive sensor 156 has a stiffness coefficient of 1/10 or less compared to the driving unit where the PZT actuator moves in order to be able to bend by the nuclear power between the tip 157 and the sample. Was narrowed down.
따라서, 기존의 캔틸레버와 큰 차이점은 평면적으로 압전 캐패시터 측면에 압저항 센서를 형성하여 PZT 박막의 히스테리시스(Hysteresis)와 크립(Creep)과 같은 비선형성을 보정하도록 한 것이다.Therefore, a significant difference from the conventional cantilever is to form a piezoresistive sensor on the side of the piezoelectric capacitor in a planar manner to correct nonlinearities such as hysteresis and creep of the PZT thin film.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변위 보정용 압저항센서가 구비된 압전 캔틸레버를 이용한 원자력 현미경 시스템의 개략적인 구성도로써, 팁(157)과 시료(200) 사이의 원자력에 의한 캔틸레버(100)의 기울임 각도를 레이저 광선을 이용하여 레이저 다이오드(310)와 광 검출기(320)로 이루어진 광학 시스템(300)으로 측정하고, 이 신호를 피드백 시스템(500)을 통하여 압전 캐패시터(160)에 역되먹임(Feedback)하여 캔틸레버(100)를 휘어지게 함으로써, 팁(157)과 시료(200) 사이가 일정한 간격을 유지하도록 한다.4 is a schematic diagram of an atomic force microscopy system using a piezoelectric cantilever equipped with a displacement resistance piezoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention, wherein a cantilever caused by nuclear power between the tip 157 and the sample 200 ( The tilt angle of 100 is measured by an optical system 300 consisting of a laser diode 310 and a photo detector 320 using a laser beam, and this signal is reversed to the piezoelectric capacitor 160 through a feedback system 500. By feeding back the cantilever 100, the tip 157 and the sample 200 are maintained at a constant interval.
이 때, 종래 발명의 원자력 현미경은 압전 캐패시터에 인가된 전압을 통하여 시료의 형상을 측정하는 반면에, 본 발명의 원자력 현미경은 캔틸레버내 압저항 센서(Piezoresistive sensor)의 신호를 통하여 시료의 표면형상을 측정한다.In this case, the conventional atomic force microscope measures the shape of the sample through the voltage applied to the piezoelectric capacitor, while the atomic force microscope of the present invention uses the signal of the piezoresistive sensor in the cantilever to determine the surface shape of the sample. Measure
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버의 압전 캐패시터에 전압을 인가하면서 압저항 센서와 PSD(Position sensitive detector)의 출력신호를 비교한 그래프로써, 압저항 센서와 PSD의 출력신호는 동일한 히스테리시스 특성을 갖고 있으며, 캔틸레버의 변형에 선형적으로 변화하므로, 압저항 센서가 변위 보정 성능이 우수한 것을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph illustrating a comparison of output signals of a piezoresistive sensor and a position sensitive detector (PSD) while applying a voltage to a piezoelectric capacitor of a piezoelectric cantilever having a piezoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention. The output signals of and PSD have the same hysteresis characteristics, and since they change linearly with the deformation of the cantilever, it can be seen that the piezoresistive sensor has excellent displacement compensation performance.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버에 대하여 PSD의 출력신호에 따른 압저항 센서의 출력신호의 그래프로써, PSD의 출력전압은 압저항 센서의 출력전압에 선형적으로 비례하는 것을 알 수 있다.6 is a graph of the output signal of the piezoresistive sensor according to the output signal of the PSD for the piezoelectric cantilever equipped with the piezoresistive sensor according to the first embodiment of the present invention, the output voltage of the PSD to the output voltage of the piezoresistive sensor It can be seen that it is linearly proportional.
따라서, 압저항 센서의 출력전압을 측정함으로써, 표면형상의 왜곡 없이 시료의 표면을 정확히 측정할 수 있는 것이다.Therefore, by measuring the output voltage of the piezoresistive sensor, it is possible to accurately measure the surface of the sample without distortion of the surface shape.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보정용 압저항 센서가 구비된 압전 캔틸레버의 평면도로써, 일측과 타측이 일정거리(d) 이격되어 각각 지지대 영역에 연결되어 부상되며, 이격된 영역에 개구(210)가 형성된 캔틸레버 영역과; 상기 캔틸레버 영역의 선단에 형성된 팁(250)과; 상기 지지대 영역에 연결된 캔틸레버 영역의 일측과 타측 각각에 형성된 제 1과 2 압전 캐패시터(220,230)와; 상기 제 1과 2 압전 캐패시터(220,230) 각각의 외주면과 이격되면서 상기 캔틸레버 영역에서 상기 지지대 영역까지 형성된 제 1과 2 하이 도핑된 영역(221,231)과; 상기 제 1과 2 하이 도핑된 영역(221,231)에 각각 연결된 전극단자(222,223,232,233)와; 상기 제 1과 2 압전 캐패시터(220,230)의 측면에 있는 제 1과 2 하이 도핑된 영역(221,231)에 각각 형성된 압저항 센서(224,225,234,235)로 구성된다.7 is a plan view of a piezoelectric cantilever equipped with a correction piezoresistive sensor according to a second embodiment of the present invention, one side and the other side of which are spaced apart by a predetermined distance (d), respectively, connected to the support region and floated, and are opened in spaced regions A cantilever region in which 210 is formed; A tip 250 formed at the tip of the cantilever region; First and second piezoelectric capacitors 220 and 230 formed on one side and the other side of the cantilever region connected to the support region; First and second high doped regions 221 and 231 spaced apart from outer peripheral surfaces of the first and second piezoelectric capacitors 220 and 230, respectively, from the cantilever region to the support region; Electrode terminals 222, 223, 232 and 233 connected to the first and second high doped regions 221 and 231, respectively; Piezoresistive sensors 224, 225, 234 and 235 formed in the first and second high doped regions 221 and 231 on the sides of the first and second piezoelectric capacitors 220 and 230, respectively.
본 발명의 제 2 실시예는 지지대 영역으로부터 2개의 캔틸레버를 형성한 것으로, 각각의 캔틸레버에 압전 캐패시터를 형성하고, 이 압전 캐패시터의 측면에 압저항 센서들을 형성한 것이다.In the second embodiment of the present invention, two cantilevers are formed from a support region. Piezoelectric capacitors are formed on each cantilever, and piezoresistive sensors are formed on the side of the piezoelectric capacitor.
여기서, 상기 제 1 압전 캐패시터(220)의 측면에 형성된 압저항 센서(224,225)는 지지대 영역과 인접된 캔틸레버 영역에 형성하고, 상기 제 2 압전 캐패시터(230)의 측면에 형성된 압저항 센서(234,235)는 팁(250)과 인접된 캔틸레버 영역에 형성한다.Here, the piezoresistive sensors 224 and 225 formed on the side of the first piezoelectric capacitor 220 are formed in the cantilever region adjacent to the support region, and the piezoresistive sensors 234 and 235 formed on the side of the second piezoelectric capacitor 230. Is formed in the cantilever region adjacent the tip 250.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 압전 캔틸레버에 압저항 센서를 형성하여, 압전 박막의 히스테리시스나 크립의 비 선형성에 의하여 시료의 표면형상이 왜곡되는 것을 보정할 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the present invention has the effect of forming a piezoresistive sensor on the piezoelectric cantilever to correct distortion of the surface shape of the sample due to the hysteresis of the piezoelectric thin film or the nonlinearity of the creep.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.
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