[發明專利]具有楔形電阻性尖端的半導體探針及其制造方法

有效

• 申請號: 200710092110.5
• 申請日: 2007-04-02
• 公開（公告）號: CN101159171A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 高亨守;丁柱煥;洪承范;樸弘植;樸哲民
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G12B21/02
• 分類號: G12B21/02;G11B9/02;G11B9/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張波

技術領域

本發明涉及一種具有楔形電阻性尖端的半導體探針及其制造方法，且更具體而言，涉及具有楔形電阻性尖端且其中電極形成在電阻性尖端兩側上的半導體探針及其制造方法。

背景技術

隨著對例如移動通訊終端和個人數字助理的小型電子裝置的需求增加，帶來了對超小型高度集成記錄媒質的需要。然而，由于常規硬盤的小型化不容易，且閃存的高度集成也困難，因此對使用掃描探針的信息存儲裝置也進行了研究。

掃描探針用于各種掃描探針顯微(SPM)技術中。它們的示例是通過探測根據施加在掃描探針和樣品之間的電壓差流通的電流而讀取信息的掃描隧道顯微鏡(STM)、使用掃描探針與樣品之間的原子力的原子力顯微鏡(AFM)、使用樣品的磁場與磁化掃描探針之間的磁力的磁力顯微鏡(MFM)、克服可見光的分辨率極限的掃描近場光學顯微鏡(SNOM)、和使用樣品與掃描探針之間的靜電電荷的靜電力顯微鏡(EFM)。

為了使用SPM技術以高速度和高密度讀和寫信息，掃描探針必須能夠探測直徑小至幾十納米的區域的表面電荷。而且，為了提高讀和寫速度，懸臂必須制造為陣列。

圖1是公開于國際專利申請No.WO?03/096409的具有電阻性尖端50的懸臂70的截面圖。該電阻性尖端50垂直形成在懸臂70上，能夠制造為陣列，且能夠具有幾十納米直徑的電阻區56。

參考圖1，半導體探針的電阻性尖端50包括摻雜第一雜質的主體58、位于電阻性尖端50的端部上并摻雜低濃度的第二雜質的電阻區56、和位于主體58的兩側斜面上并摻雜高濃度的第二雜質的第一和第二半導體電極區52和54。

然而，在具有傳統電阻性尖端50的半導體探針中，通過在形成電阻性尖端50的濕蝕刻工藝中的過度蝕刻，高濃度摻雜的第一和第二半導體電極區52和54的斜面區被減小。因此，斜面上的導電區減小，這增加了電阻區56，從而減小電阻變化的空間分辨率。

發明內容

本發明提供了具有高空間分辨率的含有楔形電阻性尖端的半導體探針。

本發明還提供了具有高空間分辨率的含有楔形電阻性尖端的半導體探針的制造方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種半導體探針，包括：摻雜有第一雜質的電阻性尖端，具有摻雜有極性與所述第一雜質相反的低濃度的第二雜質的電阻區，并在所述電阻性尖端的兩側斜面上具有摻雜有高濃度的第二雜質的第一和第二半導體電極區；和懸臂，在其邊緣上具有所述電阻性尖端，其中所述電阻性尖端的端部具有楔形。

在所述電阻性尖端的楔形的長度方向的端部包括位于所述端部的中心部分的所述電阻區和形成在所述電阻區兩側上的第一和第二半導體電極區。

所述電阻性尖端的端部可以具有20nm到2μm的長度。

所述第一雜質可以是p型雜質且第二雜質可以是n型雜質。

根據本發明的另一方面，提供了一種制造具有楔形電阻性尖端的半導體探針的方法，包括：提供摻雜第一雜質的硅襯底和在所述硅襯底的上表面上的掩模層；在所述掩模層上形成條紋形光致抗蝕劑，并通過使用所述條紋形光致抗蝕劑作為掩模來蝕刻所述掩模層而形成具有第一寬度的條紋形第一掩模；通過摻雜第二雜質在所述硅襯底上除了被第一掩模覆蓋的區域之外的區域上形成第一和第二半導體電極區，所述第二雜質具有與第一雜質相反的極性；通過退火所述硅襯底在所述第一和第二半導體電極區之間形成摻雜低濃度第二雜質的電阻區；通過構圖所述第一掩模形成具有第一寬度和第二寬度的矩形第二掩模；通過蝕刻除了被所述矩形第二掩模覆蓋的硅襯底的部分的所述硅襯底而在所述硅襯底的上部分上形成楔形電阻性尖端；和通過蝕刻所述硅襯底的下部分形成懸臂，使得所述電阻性尖端能夠位于所述懸臂的邊緣上。

形成所述矩形第二掩模可以包括構圖具有大于所述第二寬度的第一寬度的第一掩模。

第一寬度可以比第二寬度大10到50％。

第一寬度可以是30nm到2μm。

形成所述矩形第二掩模可以包括形成與第一掩模垂直并交叉的具有第二寬度的條紋形光致抗蝕劑，并使用具有第二寬度的條紋形光致抗蝕劑作為掩模蝕刻所述第一掩模。

形成所述楔形電阻性尖端還可以包括退火所述硅襯底使得所述第一和第二半導體電極區之間的電阻區接觸。

附圖說明

通過參考附圖詳細描述本發明的示范性實施例，本發明的上述和其他特點和優點將變得更為明顯，在附圖中：

圖1是國際專利申請No.WO?03/096409中公開的具有電阻性尖端的懸臂的截面圖；

圖2是根據本發明的實施例的具有楔形電阻性尖端的半導體探針的尖端部分的截面圖；