(57)【要約】【課題】高分解能の抵抗性チップを備えた半導体探針及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１不純物がドーピングされており、その末端部で第１不純物と極性が異なる第２不純物が低濃度にドーピングされて突出した抵抗性凸部が形成されたカンチレバーと、カンチレバーで抵抗性凸部の両側に、第２不純物で高濃度にドーピングされた第１及び第２電極領域と、を備えることを特徴とする高分解能チップを備えた半導体探針である。【選択図】図２
2007071867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１不純物がドーピングされており、その末端部で前記第１不純物と極性が異なる第２不純物がドーピングされて突出した抵抗性の凸部が形成されたカンチレバーと、
前記カンチレバーで前記抵抗性凸部の両側に、前記第２不純物でドーピングされた第１及び第２電極領域と、を備え、前記抵抗性凸部は前記第１及び第２電極領域よりも低濃度にドーピングされることを特徴とする高分解能の抵抗性チップを備えた半導体探針。
【請求項２】
前記抵抗性凸部は、四角柱状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】
前記抵抗性凸部の直径は、１００ｎｍ以下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４】
前記抵抗性凸部の直径は、１４ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の半導体探針。
【請求項５】
第１不純物がドーピングされており、その末端部で前記第１不純物と極性が異なる第２不純物がドーピングされた抵抗性凸部が形成されたカンチレバーと、
前記カンチレバーで前記抵抗性凸部の両側に、前記第１不純物と極性が異なる第２不純物でドーピングされ、ステップ形状である第１及び第２電極領域と、を備え、前記マスク膜の下部を前記ステップ形状の第１及び第２電極領域よりも低濃度にドーピングされることを特徴とする高分解能チップを備えた半導体探針。
【請求項６】
前記抵抗性凸部は、四角柱状であることを特徴とする請求項５に記載の高分解能チップを備えた半導体探針。
【請求項７】
前記抵抗性凸部の直径は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体探針。
【請求項８】
前記抵抗性凸部の直径は、１４ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項７に記載の半導体探針。
【請求項９】
第１不純物がドーピングされた基板の上面にストライプ状のマスク膜を形成する第１工程と、
前記マスク膜の上方から前記基板をエッチングしてストライプ状の突出部を形成する第２工程と、
前記マスク膜に露出された前記基板の領域に前記第１不純物と異なる極性の第２不純物をドーピングする第３工程と、
前記基板上に前記突出部に対して直交する方向にストライプ状の感光剤を形成する第４工程と、
前記感光剤をマスク膜として前記突出部を備える前記基板をエッチングして、前記基板上に四角柱の抵抗性凸部と、第１及び第２半導体電極領域とを形成する第５工程と、
前記基板の下面をエッチングして前記抵抗性凸部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工程と、を含むことを特徴とする高分解能の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程は、
前記電極領域の間の前記突出部を前記第２不純物でもってドーピングすることを含み、前記突出部は前記電極領域より低濃度にドーピングされることを特徴とする請求項９に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１１】
前記第３工程は、
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１０に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１２】
前記第３工程は、
前記基板を急速熱処理する工程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１３】
前記マスク膜の幅は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の半導体探針製造方法。
【請求項１４】
第１不純物がドーピングされた基板の上面にストライプ状のマスク膜を形成する第１次工程と、
前記マスク膜の上方から前記基板をエッチングして、ストライプ状の第１突出部を形成する第２次工程と、
前記マスク膜をエッチングしてその幅を縮める第３次工程と、
前記マスク膜に露出された前記基板の領域に前記第１不純物と異なる極性の第２不純物をドーピングする第４次工程と、
前記マスク膜の上方から前記第１突出部を備える前記基板をエッチングして、ストライプ状の第２突出部とステップ形状の基板とを形成する第５次工程と、
前記基板上に前記第２突出部に対して直交する方向にストライプ状の感光剤を形成する第６次工程と、
前記感光剤をマスク膜として前記第２突出部を備える前記基板をエッチングして、四角柱の抵抗性凸部と前記抵抗性凸部の両側のステップ形状の第１及び第２電極領域とを形成する第７次工程と、
前記基板の下面をエッチングして、前記抵抗性凸部が末端部に位置するようにカンチレバーを形成する第８次工程と、を含むことを特徴とする高分解能の抵抗性チップを備えた半導体探針の製造方法。
【請求項１５】
前記第４次工程は、
前記マスク膜の下部を前記第２不純物でもってドーピングすることを含み、前記マスク膜の下部を前記ステップ形状の第１及び第２電極領域よりも低濃度にドーピングされることを特徴とする請求項１４に記載の半導体探針の製造方法。
【請求項１６】
前記第４次工程は、
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４次工程は、
前記基板を急速熱処理する工程を含む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１８】
前記第３次工程で、
前記マスク膜の幅を１００ｎｍ以下に縮小させることを特徴とする請求項１４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、高分解能チップを備えた半導体探針及びその製造方法に係り、さらに詳細には、直径が１００ｎｍ以下である凸状の高分解能チップを備えた半導体探針及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・高集積・不揮発性の記録媒体の必要性が高まっている。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記録装置が研究されている。
【０００３】
探針は、色々な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近接場走査光学顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ ＯｐｔｉｃａｌＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：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及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、記録及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ねばならない。
図１は、特許文献１に開示された抵抗性チップ３０が形成されたカンチレバー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、カンチレバー７０は、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。
【０００５】
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のボデー３８と、チップ３０の尖頭部に位置し、第２不純物が低濃度にドーピングされて形成された抵抗領域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不純物が高濃度にドーピングされた第１及び第２半導体電極領域３２，３４と、を備える。
【０００６】
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た半導体電極領域３２，３４が湿式エッチングで過度にエッチングされつつ、高濃度に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うる。また、製造工程中に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工程と、チップのシャープニングのために１０００℃で３０分ないし４０分間酸素雰囲気での熱酸化工程で探針が損傷されうる。
【特許文献１】国際公開第０３／０９６４０９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来の技術の問題点を改善するためのものであって、高分解能の抵抗性チップを備えた半導体探針を提供することである。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、低エネルギーのイオン注入と過度な熱処理の過程を省略した高分解能の抵抗性チップを有する半導体探針の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するために、本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針は、第１不純物がドーピングされており、その末端部で前記第１不純物と極性が異なる第２不純物が低濃度にドーピングされて突出した抵抗性凸部が形成されたカンチレバーと、前記カンチレバーで前記抵抗性凸部の両側に、前記第２不純物で高濃度にドーピングされた第１及び第２電極領域と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記抵抗性凸部は、四角柱状であり、その直径は、１００ｎｍ以下でありうる。
さらに望ましくは、前記抵抗性凸部の直径は、１４ｎｍ〜５０ｎｍである。
本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針は、第１不純物がドーピングされており、その末端部で前記第１不純物と極性が異なる第２不純物が低濃度にドーピングされた抵抗性凸部が形成されたカンチレバーと、前記カンチレバーで前記抵抗性凸部の両側に、前記第１不純物と極性が異なる第２不純物で高濃度にドーピングされ、ステップ形状である第１及び第２電極領域と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記他の課題を達成するために、本発明の第３実施形態による高分解能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にストライプ状のマスク膜を形成する第１工程と、前記マスク膜の上方から前記基板をエッチングして、ストライプ状の突出部を形成する第２工程と、前記マスク膜に露出された前記基板の領域に前記第１不純物と異なる極性の第２不純物を高濃度にドーピングする第３工程と、前記基板上に前記突出部に対して直交する方向にストライプ状の感光剤を形成する第４工程と、前記感光剤をマスク膜として前記突出部を備える前記基板をエッチングして、前記基板上に四角柱の抵抗性凸部と第１及び第２半導体電極領域とを形成する第５工程と、前記基板の下面をエッチングして、前記抵抗性凸部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工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記他の課題を達成するための本発明の第４実施形態による高分解能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にストライプ状のマスク膜を形成する第１工程と、前記マスク膜の上方から前記基板をエッチングして、ストライプ状の第１突出部を形成する第２工程と、前記マスク膜をエッチングしてその幅を縮める第３工程と、前記マスク膜に露出された前記基板の領域に前記第１不純物と異なる極性の第２不純物を高濃度にドーピングする第４工程と、前記マスク膜の上方から前記第１突出部を備える前記基板をエッチングして、ストライプ状の第２突出部とステップ形状の基板とを形成する第５工程と、前記基板上に前記第２突出部に対して直交する方向にストライプ状の感光剤を形成する第６工程と、前記感光剤をマスク膜として前記第２突出部を備える前記基板をエッチングして、四角柱の抵抗性凸部と前記抵抗性凸部の両側のステップ形状である第１及び第２電極領域とを形成する第７工程と、前記基板の下面をエッチングして、前記抵抗性凸部が末端部に位置するようにカンチレバーを形成する第８工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高分解能チップを備えた半導体探針によれば、抵抗性チップの先端部に形成された抵抗性凸部の両側が導電性領域として作用して、抵抗性凸部の分解能が向上する。また、数十ｎｍサイズの抵抗性凸部を備えた探針の分解能を向上させる。
【００１３】
本発明の高分解能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ため、探針の損傷を防止しうる。また、制御し難い従来の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】
【００１４】
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高分解能チップを備えた半導体探針及びその製造方法を詳細に説明する。この過程で、図面に示した層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張して示した。
【００１５】
図２は、本発明の第１実施形態による高分解能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面である。
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の末端部上に垂直に抵抗性凸部１３０が突出して形成されている。凸部１３０は、四角柱状となりうる。凸部１３０は、第１不純物と極性が異なる第２不純物が低濃度にドーピングされた抵抗領域１３６である。カンチレバー１７０で凸部１３０の両側に、第２不純物が高濃度にドーピングされた第１電極領域１３２及び第２電極領域１３４が形成されている。第１電極領域１３２と第２電極領域１３４との間の凸部１３０を備える抵抗領域１３６は、電極領域１３２，１３４にイオンを注入する過程にドーピングされうる。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。
【００１６】
抵抗性凸部１３０の幅Ｗは、製造工程中のマスクの幅と同一サイズに形成されうる。例えば、前記凸部の幅Ｗが１００ｎｍであれば、前記電極領域１３２，１３４を形成するイオン注入エネルギーを、例えば１０ｋｅＶに下げうるので、イオン注入過程での探針の損傷を防止しうる。また、前記凸部１３０の両側に導電性領域１３２，１３４が形成されるので、前記抵抗性凸部１３０の両側の導電性領域１３２，１３４が前記抵抗性領域のチップ１３０の分解能を低下させず、したがって、本発明による探針の分解能が向上する。
【００１７】
凸部１３０の幅Ｗ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。砒素を１０ｋｅＶでイオン注入するとき、深さ方向に砒素は密度分布を有するが、このとき、砒素の密度が最も高い深さである投影範囲（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｒａｎｇｅ）が約１０ｎｍであり、イオン注入マスクの端部から横方向への分布は、投影範囲（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｒａｎｇｅ）の３０〜４０％ほどであると知られている。したがって、イオン注入と活性アニーリング（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）の工程を進行した後に抵抗領域が形成されるには、最小限凸部１３０の幅が投影範囲（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｒａｎｇｅ）の１.４倍（１４ｎｍ）以上であることが望ましい。
【００１８】
前記導電性領域１３２，１３４は、記録媒体の表面電荷が凸部１３０以外の領域、すなわち、第１及び第２半導体電極領域１３２，１３４に電界が及ぶことを遮断する。したがって、記録媒体の表面電荷（図３の１３７を参照）によって発生する電界は、凸部１３０の抵抗値の差を誘発するが、この抵抗値の変化から表面電荷の極性及び大きさが正確に検出されうる。
【００１９】
図３は、図２の半導体探針の抵抗性チップの末端部を拡大した図面である。
図３を参照して、本発明による高分解能チップを備えた半導体探針の作用を説明する。
本発明による抵抗性凸部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が半導体電極領域１３２，１３４まで拡張されずとも、不導体である空乏領域１３８によって抵抗領域１３６の面積が減ることによって、抵抗領域１３６の抵抗値の変化が発生し、したがって、抵抗値の変化から記録媒体１３３の表面電荷１３７の極性及び大きさを検出できる。抵抗領域１３６の内部に形成される空乏領域１３８が表面陰電荷１３７が発生させる電界によって次第に第１及び第２半導体電極領域１３２，１３４の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凸部１３０は、導電体として作用する電極領域１３２，１３４と区別されるので、凸部１３０の空間分解能が向上する。
【００２０】
図４Ａないし図４Ｈは、本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す図面である。
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の上側に配置させる。
【００２１】
図４Ｂを参照すれば、露光、現像及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。
【００２２】
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、ストライプ状の突出部３３７が形成される。
【００２３】
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及び第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めることは、後述する過程で抵抗性凸部の両側の電極領域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ためである。また、マスク膜３３３ａの幅が狭いため、イオン注入過程及び短い熱拡散工程によって電極領域３３２，３３４の間に抵抗性領域３３６が容易に形成される。第１及び第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。
【００２４】
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の上方に除去されたマスク膜３３３ａと直交するようにストライプ状のフォトマスク３４０を配置させる。
【００２５】
図４Ｆを参照して、感光剤３３９に対して露光、現像及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。
図４Ｇを参照すれば、ストライプ状の感光剤層３３９ａをマスクとして突出部３３７をエッチングして抵抗性凸部３３７ａを形成する。このとき、マスク膜３３９ａによって露出された基板の上面もエッチングされる。
【００２６】
図４Ｈを参照すれば、基板３３１から感光剤層３３９ａを除去すれば、基板３３１上に四角柱状の抵抗性凸部３３７ａが形成される。凸部３３７ａの両側には、第１及び第２半導体電極領域３３２，３３４が形成される。
【００２７】
次いで、基板３３１の下面をエッチングして抵抗性凸部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及び第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、公知のものであるので、ここで詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５は、本発明による高分解能チップを備えた半導体探針の分解能を測定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り、図６は、図５の探針の電荷の変化によるドレイン電流値の変化を示すグラフである。
【００２９】
図５及び図６を参照すれば、抵抗性凸部４３０の両側にソース及びドレイン電極４３２，４３４を形成し、凸部４３０の上方にフローティングゲート電極４４０を形成した。図６は、探針の幅Ｗ１とゲート電極間の幅Ｗ２とを変更しつつ、ゲート電極４４０にそれぞれ＋０.２Ｖ、−０.２Ｖを交互に印加した。フローティングゲート電極４４０を矢印Ａ方向に移動させつつ、探針４３０のドレイン電流を測定した。図６は、抵抗性凸部４３０の幅Ｗ１が５０ｎｍであり、ゲート電極間の幅Ｗ２が５０ｎｍである場合の結果を示すグラフであって、抵抗性凸部４３０の幅が５０ｎｍである場合、分解能が５０ｎｍであった。抵抗性凸部４３０の幅Ｗ１が３０ｎｍである場合、分解能が２０ｎｍであった。このように、本発明による抵抗性チップは、従来の探針の数百ｎｍの分解能より非常に優秀であることが示された。これは、本発明の抵抗性凸部４３０の幅が数十ｎｍと狭く、抵抗性凸部４３０の両側には導電体が配置されて、電荷を感知する抵抗性チップの分解能が向上した。
【００３０】
図７は、本発明の第２実施形態による高分解能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面である。
図７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５７０の末端部上に抵抗性凸部５３０が突出するように形成されている。抵抗性凸部５３０の両側には、第２不純物が高濃度にドーピングされたステップ形状の第１電極領域５３２及び第２電極領域５３４が形成されている。電極領域５３２,５３４の間の領域は、第２不純物が低濃度にドーピングされた抵抗領域５３６である。この抵抗領域５３６は、イオン注入過程で形成されうる。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。
【００３１】
抵抗性凸部５３０の端部の幅Ｗは、製造工程中のマスクの幅と同一サイズに形成されうる。例えば、前記凸部５３０の幅Ｗが５０ｎｍであれば、前記電極領域５３２,５３４を形成するイオン注入エネルギーを、例えば、１０ｋｅＶに低めうるので、イオン注入過程での探針の損傷を防止しうる。また、前記凸部５３０の両側と電極領域５３２，５３４とがドーピングされた導電性領域であるので、前記凸部５３０の端部である抵抗性領域の分解能を低下させず、したがって、本発明による探針の分解能が向上する。前記電極領域５３２，５３４と凸部５３０の両側とは、記録媒体の表面電荷が凸部５３０以外の領域、すなわち、第１及び第２半導体電極領域５３２，５３４に電界が及ぶことを遮断する。したがって、記録媒体の表面電荷（図３の１３７を参照）によって発生する電界は、凸部５３０の抵抗値の差を誘発するが、この抵抗値の変化から表面電荷の極性及び大きさが正確に検出されうる。
【００３２】
第２実施形態による抵抗性チップは、カンチレバーから突出する高さが第１実施形態よりさらに高まる。カンチレバーからさらに高い位置に抵抗性凸部が形成されれば、図３の記録媒体１３３と電極領域との距離が遠くなって、抵抗領域以外の領域に対する記録媒体電荷の効果が低下し、したがって、さらなる高分解能が得られる。
【００３３】
図８Ａないし図８Ｅは、本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
図８Ａ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６３１の表面にストライプ状のマスク膜６３３を形成する。
【００３４】
図８Ｂを参照すれば、マスク膜６３３の上方から基板６３１を乾式エッチングする。基板６３１には、ストライプ状の第１突出部６３７が形成される。
図８Ｃを参照すれば、マスク膜６３３を所定時間エッチングして、マスク膜６３３の幅を減らす。マスク膜の幅を１／２に縮めることが望ましい。
【００３５】
図８Ｄを参照すれば、マスク膜６３３の上方から第２不純物を高濃度にドーピングする。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。マスク膜６３３の幅が狭いため、イオン注入過程で高濃度領域６３２，６３４の間に抵抗性領域６３６が容易に形成される。次いで、基板６３１を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。
【００３６】
図８Ｅを参照すれば、マスク膜６３３の上方から基板６３１を乾式エッチングすれば、ストライプ状の第２突出部６３８とステップ形状の高濃度領域６３２，６３４とが形成される。次いで、マスク膜６３３を除去し、第１実施形態のように、第２突出部６３８を四角柱状にエッチングして、抵抗性凸部（図２の１３０）を作りうる（図４Ｅ〜図４Ｈを参照）。以下で行われる工程は省略する。
【００３７】
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。
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決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、情報記録装置やＳＰＭ関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】国際公開第０３／０９６４０９号パンフレットに開示された抵抗性チップが形成されたカンチレバーの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高分解能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面である。
【図３】図２の半導体探針のチップの末端部を拡大した図面である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｄ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｅ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｆ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｇ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図４Ｈ】本発明の第１実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を順次に示す斜視図である。
【図５】本発明による高分解能チップを備えた半導体探針の分解能を測定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の探針の電荷の変化によるドレイン電流値の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態による高分解能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面である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
【図８Ｃ】本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
【図８Ｄ】本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
【図８Ｅ】本発明の第２実施形態による高分解能チップを備えた半導体探針の製造過程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１３０    抵抗性凸部
１３２，１３４    第１及び第２電極領域
１３６    抵抗領域
１７０    カンチレバー
Ｗ    幅
【図１】
2007071867.tif 000003
【図２】
2007071867.tif 000004
【図３】
2007071867.tif 000005
【図４Ａ】
2007071867.tif 000006
【図４Ｂ】
2007071867.tif 000007
【図４Ｃ】
2007071867.tif 000008
【図４Ｄ】
2007071867.tif 000009
【図４Ｅ】
2007071867.tif 000010
【図４Ｆ】
2007071867.tif 000011
【図４Ｇ】
2007071867.tif 000012
【図４Ｈ】
2007071867.tif 000013
【図５】
2007071867.tif 000014
【図６】
2007071867.tif 000015
【図７】
2007071867.tif 000016
【図８Ａ】
2007071867.tif 000017
【図８Ｂ】
2007071867.tif 000018
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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