(57)【要約】【課題】凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針およびその製造方法を提供する。【解決手段】カンチレバー１７０上に突出して形成され、カンチレバー１７０の長手方向（第２方向）に対して直交する第１方向に延びる突出部１７２と、突出部１７２に離隔して形成されている第１および第２電極領域１３２、１３４と、突出部１７２上に形成され、第１および第２電極領域１３２、１３４の間に位置する凸状の抵抗性チップ１３０と、を備え、カンチレバー１７０は、第１不純物でドーピングされており、第１および第２電極領域１３２、１３４と抵抗性チップ１３０とは、第１不純物とは極性の異なる第２不純物とから形成され、抵抗性チップ１３０は、第１および第２電極領域１３２、１３４よりも低い濃度でドーピングする。【選択図】図２
2008102128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カンチレバー上に突出して形成され、前記カンチレバーの長手方向（第２方向）に対して直交する第１方向に延びる突出部と、
前記突出部に離隔して形成されている第１および第２電極領域と、
前記突出部上に形成され、前記第１および第２電極領域の間に位置する凸状の抵抗性チップと、
を備え、
前記カンチレバーは、第１不純物でドーピングされており、
前記第１および第２電極領域と前記抵抗性チップとは、前記第１不純物とは極性の異なる第２不純物とから形成され、
前記抵抗性チップは、前記第１および第２電極領域よりも低い濃度でドーピングされていることを特徴とする凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針。
【請求項２】
前記抵抗性チップは、一辺の長さが１００ｎｍ以下の四角柱であることを特徴とする請求項１に記載の半導体探針。
【請求項３】
前記抵抗性チップの底面の一辺の長さは、１４〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の半導体探針。
【請求項４】
前記抵抗性チップの前記第２方向に垂直な面には、第１スペーサがさらに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体探針。
【請求項５】
前記第１スペーサは、絶縁物質から形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体探針。
【請求項６】
前記抵抗性チップの前記第１方向に垂直な面には、第２スペーサがさらに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体探針。
【請求項７】
前記第２スペーサは、絶縁物質または金属物質から形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体探針。
【請求項８】
前記抵抗性チップの前記第１方向に垂直な面には、第２スペーサがさらに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体探針。
【請求項９】
前記第２スペーサは、絶縁物質または金属物質から形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体探針。
【請求項１０】
第１不純物がドーピングされた基板の上面の第２方向にストライプ状の第１マスク膜を形成する第１段階と、
前記第１マスク膜の上方から前記基板をエッチングして、前記ストライプ状の凸部を形成する第２段階と、
前記エッチングにより露出された前記基板の領域に前記第１不純物とは異なる極性の第２不純物をドーピングして、第１および第２半導体電極領域を形成し、前記凸部を抵抗領域とする第３段階と、
前記基板上に前記第２方向に対して直交する第１方向にストライプ状の感光剤層を形成する第４段階と、
前記感光剤層を第２マスク膜として前記第１および第２半導体電極領域を除去して、前記基板上に所定高さの突出部を形成し、前記突出部上に凸状の抵抗性チップを形成する第５段階と、
前記基板の下面をエッチングして、前記抵抗性チップが末端部に位置するようにカンチレバーを形成する第６段階と、
を含むことを特徴とする凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法。
【請求項１１】
前記第３段階は、
前記電極領域の間の前記凸部に第２不純物が前記第１及び第２半導体領域より低濃度でドーピングされるようにすることを含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１２】
前記第３段階は、
前記基板にイオン注入するエネルギーが１０ｋｅＶ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１３】
前記第３段階は、
前記基板を急速熱処理（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ：ＲＴＡ）する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１４】
前記第１および第２マスク膜の幅は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１５】
前記第５段階は、
前記感光剤層を第２マスク膜として露出された前記凸部を除去して、前記凸状の抵抗性チップを形成する段階と、
前記基板および前記第２マスク膜上に絶縁物質層を蒸着する段階と、
前記基板の上方から異方性エッチング工程で前記絶縁物質層を除去して、前記抵抗性チップの前記第２方向に垂直な面に第１スペーサを形成する段階と、
前記基板を所定深さにエッチングして前記第１および第２半導体電極領域を除去して、前記突出部を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１６】
前記第２段階は、前記凸部の前記第１方向に垂直な面に第２スペーサを形成する段階をさらに含み、
前記第３段階は、前記第１マスク膜および前記第２スペーサに露出された前記基板の領域に前記第１不純物とは異なる極性の第２不純物を高濃度でドーピングして、第１および第２半導体電極領域を形成し、前記凸部を抵抗領域に形成する段階であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１７】
前記第２スペーサを形成する段階は、
前記第１マスク膜および前記基板上に絶縁物質または金属物質を蒸着する段階と、
前記基板上部から異方性エッチング工程で前記第１マスク膜および前記基板表面を露出する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１８】
前記第２段階は、前記凸部の前記第１方向に垂直な面に第２スペーサを形成する段階をさらに含み、
前記第３段階は、前記第１マスク膜および前記第２スペーサに露出された前記基板の領域に前記第１不純物とは異なる極性の第２不純物を高濃度でドーピングして、第１および第２半導体電極領域を形成し、前記凸部を抵抗領域に形成する段階であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１９】
前記第２スペーサを形成する段階は、
前記第１マスク膜および前記基板上に絶縁物質または金属物質を蒸着する段階と、
前記基板上部から異方性エッチング工程で前記第１マスク膜および前記基板表面を露出する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の半導体探針の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針およびその製造方法に係り、さらに詳細には、ｘ方向およびｙ方向で高分解能を有する抵抗性チップを備えた半導体探針および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯用通信端末機、電子手帳など、小型製品に対する需要が増加するにつれて、超小型の高集積不揮発性記録媒体の必要性が増加している。既存のハードディスクは、小型化が容易ではなく、フラッシュメモリは、高集積度を達成し難いので、その代案として走査探針を利用した情報保存装置が研究されている。
【０００３】
探針は、いろいろなＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）技術に利用される。例えば、探針と試料との間に印加される電圧差によって流れる電流を検出して情報を再生する走査貫通顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＴＭ）、探針と試料との間の原子的な力を利用する原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）、試料の磁場と磁化された探針との間の力を利用する磁気力顕微鏡（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＭＦＭ）、可視光線の波長による解像度の限界を改善した走査近接場光学顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＮＯＭ）、試料と探針との間の静電力を利用した静電力顕微鏡（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＥＦＭ）などに利用される。
【０００４】
このようなＳＰＭ技術を利用して情報を高速高密度で記録および再生するためには、数十ｎｍ直径の小さな領域に存在する表面電荷を検出でき、記録および再生速度を向上させるためにカンチレバーをアレイ状に製作できなければならない。
【０００５】
図１は、特許文献１に開示された抵抗性チップ３０が形成されているカンチレバー７０の断面図である。抵抗性チップ３０は、カンチレバー７０上に垂直に位置し、アレイ状の製作が可能であり、また、数十ｎｍの直径の抵抗領域３６を有するように製造できる。
【０００６】
図１を参照すれば、半導体探針のチップ３０は、第１不純物がドーピングされたチップ３０の本体部３８と、チップ３０の尖頭部に位置し、第２不純物が低濃度でドーピングされて形成されている抵抗領域３６と、抵抗領域３６を挟んでチップ３０の傾斜面に位置し、前記第２不純物が高濃度でドーピングされた第１および第２半導体電極領域３２、３４とを備える。
【０００７】
しかし、従来の抵抗性チップを備えた半導体探針は、抵抗性チップ３０を形成する過程で、チップ３０の傾斜面に形成されている半導体電極領域３２、３４が湿式エッチングまたは乾式等方性エッチングで過度にエッチングされて、高濃度でドーピングされた傾斜面の領域が減る。したがって、傾斜面での導電性領域が減り、これは、抵抗領域３６の空間分解能を低下させる。また、製造工程中３００ｋｅＶの高いエネルギーのイオン注入によって探針が損傷され、長時間の熱拡散工程、例えば１０００℃で１２時間のアニーリングを必要とし、チップのシャープニングのために１０００℃で３０分ないし４０分間酸素雰囲気で熱酸化工程が必要である。
【０００８】
また、従来の抵抗性チップを備えた半導体探針は、ｘ方向の分解能に比べてｙ方向の分解能が非常に低いという問題がある。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ  ０３／０９６４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来技術の問題点を改善するためのものであって、ｘ方向だけでなくｙ方向でも高分解能を有する半導体探針を提供することである。
【００１０】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記半導体探針を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術的課題を達成するために、本発明の第１実施形態による凸状の高分解能チップを備えた半導体探針は、カンチレバー上に突出して形成され、前記カンチレバーの長手方向（第２方向）に対して直交する第１方向に延びる突出部と、前記突出部に離隔して形成されている第１および第２電極領域と、前記突出部上に形成され、前記第１および第２電極領域の間の領域に位置する凸状の抵抗性チップと、を備え、前記カンチレバーは、第１不純物でドーピングされており、前記第１および第２電極領域と前記抵抗性チップとは、前記第１不純物とは極性の異なる第２不純物とから形成され、前記抵抗性チップは、前記第１および第２電極領域よりも低い濃度でドーピングされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記抵抗性チップは、一辺の長さが１００ｎｍ以下の四角柱であり、さらに望ましくは、前記抵抗性チップの底面の一辺の長さは、１４〜５０ｎｍである。
【００１３】
本発明の一局面によれば、前記抵抗性チップの前記第２方向に垂直な面には、第１スペーサがさらに形成される。
【００１４】
前記第１スペーサは、絶縁物質から形成されうる。
【００１５】
本発明の他の局面によれば、前記抵抗性チップの前記第１方向に垂直な面には、第２スペーサがさらに形成される。
【００１６】
本発明によれば、前記第２スペーサは、絶縁物質または金属物質から形成される。
【００１７】
前記他の技術的課題を達成するために、本発明の第２実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法は、第１不純物がドーピングされた基板の上面の第２方向にストライプ状の第１マスク膜を形成する第１段階と、前記第１マスク膜の上方から前記基板をエッチングして、前記ストライプ状の凸部を形成する第２段階と、前記エッチングにより露出された前記基板の領域に前記第１不純物とは異なる極性の第２不純物を前記第１不純物よりも高い濃度でドーピングして、第１および第２半導体電極領域を形成し、前記凸部を抵抗領域とする第３段階と、前記基板上に前記第２方向に対して直交する第１方向にストライプ状の感光剤層を形成する第４段階と、前記感光剤層を第２マスク膜として前記第１および第２半導体電極領域を除去して、前記基板上に所定高さの突出部を形成し、前記突出部上に凸状の抵抗性チップを形成する第５段階と、前記基板の下面をエッチングして、前記抵抗性チップが末端部に位置するようにカンチレバーを形成する第６段階とを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前記第３段階は、前記電極領域の間の前記凸部に前記第１不純物とは極性の異なる前記第２不純物を前記第１不純物よりも低い濃度でドーピングする。
【００１９】
また、前記第３段階は、前記基板にイオン注入するエネルギーが１０ｋｅＶ以下でありうる。
【００２０】
また、前記第３段階は、前記基板を急速熱処理する段階を含みうる。
【００２１】
本発明によれば、前記第５段階は、前記感光剤層を第２マスク膜として露出された前記凸部を除去して、前記凸状の抵抗性チップを形成する段階と、前記基板および前記第２マスク膜上に絶縁物質層を蒸着する段階と、前記基板の上方から異方性エッチング工程で前記絶縁物質層を除去して、前記抵抗性チップの両側に前記第２方向に第１スペーサを形成する段階と、前記基板を所定深さにエッチングして前記第１および第２半導体電極領域を除去して、前記突出部を形成する段階とを含みうる。
【００２２】
ここで、前記第２段階は、前記凸部の両側に前記第１方向に第２スペーサを形成する段階をさらに含み、前記第３段階は、前記第１マスク膜および前記第２スペーサに露出された前記基板の領域に前記第１不純物とは異なる極性の第２不純物を高濃度でドーピングして、第１および第２半導体電極領域を形成し、前記凸部を抵抗領域に形成する段階でありうる。
【００２３】
また、前記第２スペーサを形成する段階は、前記第１マスク膜および前記基板上に絶縁物質または金属物質を蒸着する段階と、前記基板上部から異方性エッチング工程で前記第１マスク膜および前記基板表面を露出する段階とを含みうる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針によれば、抵抗性チップが突出部上に形成され、基板で前記突出部を除外した領域の電極領域が除去されるので、ｘ方向だけでなくｙ方向での分解能が向上する。
【００２５】
本発明の凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法によれば、イオン注入過程で低エネルギーを使用するので、探針の損傷を防止することができる。また、制御し難い従来のような長時間のイオン拡散工程がないので、所望の探針の製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針およびその製造方法を詳細に説明する。この過程で、図面に示された層や領域など厚さは、明細書の明確性のために誇張して示されている。
【００２７】
図２は、本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図であり、左側図面は、ｘ方向での線断面図であり、右側図面は、左側図面のＩＩ−ＩＩ線断面図（ｙ方向での線断面図）である。
【００２８】
図２を参照すれば、第１不純物でドーピングされたカンチレバー１７０の端部上でカンチレバーの長手方向に対して直交する第１方向（ｘ方向）に所定高さ、例えば１００ｎｍの突出部１７２が形成されている。前記突出部１７２の少なくとも上部は、前記第１不純物とは極性の異なる第２不純物でドーピングされた領域である。前記突出部１７２上には、前記第２不純物でドーピングされた抵抗性チップ１３０が形成されている。前記抵抗性チップ１３０は、四角柱状となりうる。チップ１３０は、第２不純物が低濃度でドーピングされた抵抗領域１３６である。カンチレバー１７０には、チップ１３０の両側の領域に、第２不純物の高濃度でドーピングされた第１電極領域１３２および第２電極領域１３４が形成されている。第１および第２電極領域１３２、１３４の間のカンチレバー１７０の一部領域およびチップ１３０は、第１および第２電極領域１３２、１３４にイオンを注入する過程に形成されうる。ここで、第１不純物がｐ型不純物であり、第２不純物はｎ型不純物であることが望ましい。
【００２９】
チップ１３０の幅Ｗ１およびＷ２は、製造工程中に使われる二つのマスクの幅により調節される。幅Ｗ１は、第１マスクの幅に相当し、突出部１７２の幅Ｗ３は、第２マスクの幅と同一に形成され、幅Ｗ２は、第２マスクの幅と同一または小さく形成されうる。前記チップの幅Ｗ１およびＷ２が１００ｎｍ以下であれば、前記第１および第２電極領域１３２、１３４を形成するイオン注入エネルギーを、例えば１０ｋｅＶに低くすることができるので、イオン注入過程での探針の損傷を防止できる。また、前記チップ１３０の両側に形成されている第１および第２導電性領域１３２、１３４が抵抗性チップ１３０以外の領域を遮断し、したがって、本発明による探針の分解能が向上する。チップ１３０の幅Ｗ１およびＷ２は、高分解能のために１００ｎｍ以下であることが望ましく、さらに望ましくは、１４〜５０ｎｍである。ヒ素（Ａｓ）を１０ｋｅＶでイオン注入時に、ヒ素は深さ方向に密度分布を有するが、この時にヒ素の密度が最も高い深さであるｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  ｒａｎｇｅが約１０ｎｍであり、イオン注入マスクの終端から横側への分布は、ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  ｒａｎｇｅの３０〜４０％ほどであると知られている。したがって、イオン注入とａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ工程を行った後に抵抗領域を形成するには、最小限チップの幅がｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  ｒａｎｇｅの１．４倍（１４ｎｍ）以上であることが望ましい。
【００３０】
一方、本発明の半導体探針を前記第１方向（ｘ方向）に対して直交する第２方向（ｙ方向）に走査する場合、突出したチップ１３０にのみ電界がおよぶので、第２方向での分解能が向上する。
【００３１】
図３は、図２の半導体探針のチップ１３０の末端部を拡大した図である。
【００３２】
図３を参照して本発明による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の作用を説明する。
【００３３】
本発明による抵抗性チップ１３０は、記録媒体１３３の表面電荷１３７を検出するとき、空乏領域１３８が第１および第２半導体電極領域１３２、１３４まで拡張されなくても、不導体である空乏領域１３８により抵抗領域１３６の面積が減ることによって、抵抗領域１３６の抵抗値が変化し、したがって、抵抗値の変化から記録媒体１３３の表面電荷１３７の極性と大きさとを検出できる。抵抗領域１３６の内部に形成される空乏領域１３８が表面負電荷１３７が発生させる電界によって、徐々に第１および第２半導体電極領域１３２、１３４方向に拡張されていることが分かる。特に、本発明による抵抗性チップ１３０は、導電体として作用する第１および第２電極領域１３２、１３４と区別されるので、チップ１３０の空間分解能が向上する。
【００３４】
本発明による半導体探針をｘ方向に走査するとき、前記突出部１７２に形成されている第１および第２電極領域１３２、１３４が、記録媒体の表面電荷がチップ１３０に集中するように抵抗領域を限定する。したがって、記録媒体の表面電荷（図３の１３７参照）により発生する電界は、チップ１３０の抵抗値差を誘発するが、この抵抗値の変化から表面電荷の極性と大きさが正確に検出されうる。
【００３５】
また、本発明による半導体探針をｙ方向に走査するとき、表面電荷１３７が抵抗領域１３６のうちチップ１３０に集中し、したがって、分解能が向上する。
【００３６】
図４Ａないし図４Ｈは、本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す図である。
【００３７】
図４Ａを参照すれば、第１不純物でドーピングされたシリコン基板３３１の表面にシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などのマスク膜３３３を形成し、感光剤３３５をマスク膜３３３の上部に塗布した後、ストライプ状のマスク３３８を感光剤３３５の上方に配置させる。
【００３８】
図４Ｂを参照すれば、露光、現像およびエッチング工程を行って、ストライプ状のマスク膜３３３ａを基板３３１上に形成する。前記マスク膜３３３ａの幅は、約１００ｎｍ以下に形成されうる。さらに望ましくは、前記マスク膜３３３ａの幅を１４〜５０ｎｍに形成する。
【００３９】
図４Ｃを参照すれば、マスク膜３３３ａの上方から乾式エッチングして、約１００ｎｍ以下の深さに基板３３１をエッチングする。基板３３１には、ストライプ状の凸部３３７が形成される。
【００４０】
図４Ｄを参照すれば、マスク膜３３３ａの上方から第２不純物を高濃度ドーピングして、第１および第２半導体電極領域３３２、３３４を形成する。このとき、イオン注入エネルギーは、例えば１０ｋｅＶの低いエネルギーを使用できる。本発明で、イオン注入エネルギーを低くすることが可能な理由は、チップ形成のためのチップの両側の電極領域３３２、３３４のエッチング過程がないため、電極領域３３２、３３４の深さを低く形成できるからである。また、マスク膜３３３ａの幅が狭いため、イオン注入過程および短い熱拡散工程によって電極領域３３２、３３４の間に抵抗領域３３６が容易に形成される。第１および第２半導体電極領域３３２、３３４は、比抵抗値が非常に低く形成されて導電体として作用する。次いで、マスク膜３３３ａを除去した後、基板３３１を急速熱処理（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ：ＲＴＡ）して、イオン注入されたイオンを活性化させる。本発明のＲＴＡ工程は、１０００℃で数分以内に熱処理する。
【００４１】
図４Ｅを参照すれば、基板３３１の上面に感光剤３３９を塗布した後、感光剤３３９の上方にマスク膜３３３ａに対して直交するようにストライプ状のフォトマスク３４０を配置する。
【００４２】
図４Ｆを参照すれば、感光剤３３９に対して露光、現像およびエッチング工程を実施すれば、フォトマスク３４０と同じ形態の感光剤層３３９ａが形成される。
【００４３】
図４Ｇを参照すれば、ストライプ状の感光剤層３３９ａをマスクとして基板３３１上の第１および第２半導体電極領域３３２、３３４と抵抗領域３３６をエッチングすれば基板３３１上に突出部３４２が形成され、突出部３４２上に凸部３３７ａが形成される。このとき、マスク膜３３９ａにより露出された電極領域３３２、３３４の上面もエッチングされるが、露出した凸部３３７に比べてエッチング率が非常に低い。
【００４４】
図４Ｈを参照すれば、マスク膜３３９ａにより基板３３１上の露出した第１および第２電極領域３３２、３３４を除去するためにさらにエッチングすれば、基板３３１上に突出部３４２が形成され、凸部３３７ａは、突出部３４２上に形成される。凸部３３７ａは、マスク膜３３９ａに露出された側面の一部がエッチングされうる。
【００４５】
基板３３１から感光剤層３３９ａを除去すれば、基板３３１上に凸部３３７ａが四角柱状に形成される。この凸部３３７ａが本発明の抵抗性チップである。
【００４６】
次いで、基板３３１の下面をエッチングして抵抗性チップ３３７ａが末端部に位置するようにカンチレバー（図示せず）を形成し、第１および第２半導体電極領域３３２、３３４に電極パッド（図示せず）を連結する工程を行う。このようなカンチレバーの形成工程は、周知のものであるので、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
図５は、本発明による半導体探針の分解能と従来の構造（図４Ｇでマスク膜３３９ａを除去した構造）の半導体探針の分解能とを比較するために、シミュレーションに使用した探針の断面図である。
【００４８】
図５を参照すれば、抵抗性チップ４３０のｘ方向で両側にソースおよびドレイン電極４３２、４３４を形成し、チップ４３０から５０ｎｍ離隔された位置のフローティング電圧を印加するためのメタル４４０を形成した。メタル４４０の開口４４２の直径は、１０ｎｍとした。メタル４４０に印加された電圧は、それぞれ＋１Ｖ、−１Ｖとし、フローティング電圧を矢印Ａ方向（実際にはｙ方向）に移動させつつ、探針４３０のドレイン電流を測定し、その結果を図６に示した。
【００４９】
図６を参照すれば、従来構造の半導体探針をｙ方向に走査した場合の感度に比べて、本発明の半導体探針のｙ方向の感度が大きく向上したということが分かる。
【００５０】
図７は、本発明の第２実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図であり、左側図面は、ｘ方向での線断面図であり、右側図面は、左側図面のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図（ｙ方向での線断面図）である。図２の構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
図７を参照すれば、カンチレバー１７０の第２方向（ｙ方向）でチップ１３０の両側に第１スペーサ１５０が形成されている。この第１スペーサ１５０の間の抵抗性チップ１３０の幅Ｗ４は、突出部１７２の幅Ｗ５より狭く形成される。この第１スペーサ１５０は、エッチング過程でチップ１３０のｙ方向でのエッチングを防止する。前記第１スペーサ１５０は、絶縁物質から形成される。絶縁物質としては、半導体工程で一般的に使われる物質が制限なしに使用されうる。
【００５２】
本発明の第２実施形態による半導体探針も第１実施形態の半導体探針と同様に、ｙ方向での分解能が向上し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００５３】
本発明の第２実施形態による半導体探針の製造方法を説明する。
【００５４】
まず、図４Ａないし図４Ｇの段階は、第２実施形態の半導体探針の製造工程に利用されうる。次いで、図８Ａを参照すれば、図４Ｇの結果物上に絶縁物質（図示せず）を蒸着する。次いで、前記基板の上方から前記絶縁物質を異方性エッチングすれば、凸部３３７ａの両側に絶縁物質からなる第１スペーサ３５０が形成される。
【００５５】
図８Ｂを参照すれば、マスク膜３３９ａと第１スペーサ３５０とにより露出された基板３３１上の第１および第２半導体電極領域３３２、３３４と抵抗領域３３６をさらにエッチングすれば、基板３３１上に突出部３４２が形成され、突出部３４２上に抵抗性チップ３３７ａが形成される。基板３３１からマスク膜３３９ａを除去すれば、基板３３１上に抵抗性チップ３３７ａが四角柱状に形成される。
【００５６】
次いで、基板３３１の下面をエッチングして、抵抗性チップ３３０が末端部に位置するようにカンチレバー（図示せず）を形成し、第１および第２半導体電極領域３３２、３３４に電極パッド（図示せず）を連結する工程を行う。このようなカンチレバーの形成工程は、周知のものであるので、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図９は、本発明の第３実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図であり、左側図面は、ｘ方向での線断面図であり、右側図面は、左側図面のＩＸ−ＩＸ線断面図（ｙ方向での線断面図）である。図２の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図９を参照すれば、カンチレバー１７０の第１方向（ｘ方向）でチップ１３０の両側に第２スペーサ１６０が形成されている。この第２スペーサ１６０は、図４Ｄのドーピング過程でマスク膜３３３ａの幅が狭い場合、第１および第２電極領域１３２、１３４の間の間隔が狭くなることによって抵抗領域１３６が短絡されることを防止するためのものである。この第２スペーサ１６０は、絶縁物質またはＡｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、ＣｕまたはＣｒのような金属物質から形成されうる。
【００５９】
本発明の第３実施形態による半導体探針の製造方法を説明する。
【００６０】
まず、図４Ａないし図４Ｃの段階は、第１実施形態の半導体探針の製造工程に利用されうる。次いで、図１０を参照すれば、図４Ｃの結果物上に絶縁物質または金属物質を蒸着する。次いで、前記絶縁物質または金属物質を異方性エッチングすれば、ストライプ状の凸部３３７の両側に絶縁物質または金属物質からなる第２スペーサ３６０が形成される。その後の工程は、図４Ｄないし図４Ｈの工程と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
図１１は、本発明の第４実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図であり、左側図面は、ｘ方向での線断面図であり、右側図面は、左側図面のＸＩ−ＸＩ線断面図（ｙ方向での線断面図）である。図２の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
図１１を参照すれば、カンチレバー１７０の第２方向（ｙ方向）でチップ１３０の両側に第１スペーサ１５０が形成されており、第１方向（ｘ方向）でチップ１３０の両側に第２スペーサ１６０が形成されている。
【００６３】
第１スペーサ１５０は、エッチング過程でチップ１３０のｙ方向でのエッチングを防止する。前記第１スペーサ１５０は、絶縁物質から形成される。絶縁物質としては、半導体工程で一般的に使われる物質が制限なしに使用されうる。
【００６４】
第２スペーサ１６０は、図４Ｄのドーピング過程でマスク膜３３３ａの幅が狭い場合、第１および第２電極領域１３２、１３４間の間隔が狭くなることによって、抵抗領域１３６での短絡が生じることを防止するためのものである。第２スペーサ１６０は、絶縁物質またはＡｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、ＣｕまたはＣｒのような金属物質から形成されうる。
【００６５】
第４実施形態による半導体探針の製造方法は、前記第２および第３実施形態による半導体探針の製造方法と同様の技術的方法が含まれているので、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
前記説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。
【００６７】
例えば、当業者ならば、本発明の技術的思想によって多様な形態の探針を製造できるであろう。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって決定されず、特許請求の範囲に記載された技術的思想によってのみ決定される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、情報保存装置関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来の抵抗性チップが形成されているカンチレバーの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図である。
【図３】図２の半導体探針のチップの機能を説明する図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｅ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｆ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｇ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図４Ｈ】本発明の第１実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造過程を示す図である。
【図５】本発明による半導体探針の分解能と従来の構造の半導体探針の分解能とを比較するために、シミュレーションに使用した探針の断面図である。
【図６】図５のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法を説明する図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針のチップ部分のみを簡略に示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法を説明する図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による凸状の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１３０  抵抗性チップ、
１３２  第１電極領域、
１３４  第２電極領域、
１３６  抵抗領域、
１７０  カンチレバー、
１７２  突出部、
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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