[發(fā)明專利]一種基于納米加工技術(shù)的集成微四點(diǎn)探針芯片制作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910241527.2
• 申請(qǐng)日: 2009-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN101738541A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何杰輝;吳克輝;羅強(qiáng);顧長(zhǎng)志;郭建東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): G01R27/02
• 分類號(hào): G01R27/02;B82B3/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米加工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于納米加工技術(shù)的 集成微四點(diǎn)探針芯片的制作方法。

背景技術(shù)

通常，微四點(diǎn)探針是用于晶體表面的電輸運(yùn)測(cè)量器件，由于其探針間距 固定且探針力學(xué)常數(shù)小，可以在微米尺度下實(shí)現(xiàn)對(duì)表面電阻、超薄薄片電阻 的非破壞性測(cè)量。

目前在制作微四點(diǎn)探針的方法中，一般采用低壓氣相沉積法(LPCVD) 生長(zhǎng)的氮化硅薄膜作為保護(hù)掩膜(參見C.L.Petersen，T.M.Hansen等人發(fā)表 的Scanning?microscopic?four-point?conductivity?probes，Sensors?and?actuators?A 96(2002)53-58)，但由于氮化硅本身致密度不夠，而且與硅的熱膨脹系數(shù)不 一致，不僅無法抵抗長(zhǎng)時(shí)間的堿腐蝕過程，還容易造成芯片懸臂的彎曲以致 折斷(見圖1)，從而導(dǎo)致成品率較低。還已知采用單一的二氧化硅薄膜或者 鉻膜做掩膜的方法(參見中國(guó)專利申請(qǐng)CN?101417890A“氮化硅濕法腐蝕方 法”)，但是由于這種掩膜很難抵抗較長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕，容易對(duì)樣品產(chǎn)生額外的 刻蝕。目前還公開了一種采用復(fù)合膜的方法(參見中國(guó)專利申請(qǐng)CN 101290362A“一種硅濕法腐蝕制作多級(jí)微反射鏡的方法”)，但因其制備工藝 較復(fù)雜，并不適用于四點(diǎn)微探針的制作。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供 一種可以使探針芯片的懸臂平直、抗長(zhǎng)時(shí)間腐蝕、且制作工藝簡(jiǎn)單的集成 微四點(diǎn)探針芯片的制作方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于納米加工技術(shù)的集成微四點(diǎn)探 針制作方法，包括以下步驟：

a.在雙面氧化的硅片背面生長(zhǎng)第一氮化硅層并制作第一光阻掩膜，然 后按該掩膜圖案刻蝕，暴露出硅；

b.在硅片正面制作第二光阻掩膜，然后去除該硅片正面的未受該第二 光阻掩膜覆蓋的氧化硅層但至少保留一部分，經(jīng)去膠后在正面生長(zhǎng)第二氮 化硅層；

c.將步驟b)所得樣品在KOH溶液中腐蝕后，去除正面的第二氮化硅 層和氧化硅層以暴露出硅，刻出底切結(jié)構(gòu)；

d.在正面生長(zhǎng)導(dǎo)電層。

在上述技術(shù)方案中，在所述步驟b)中的所述氧化硅層的保留部分的 厚度為100-500納米。所述第二氮化硅層的厚度為100-500納米。

在上述技術(shù)方案中，在所述步驟c)中的所述KOH溶液濃度為30± 5％，溫度為60-100攝氏度。腐蝕時(shí)間為150分鐘至300分鐘。

在上述技術(shù)方案中，所述步驟c)中的導(dǎo)電層為厚度為50-500納米的 金、鉑、鎢或者鈦金合金。

在上述技術(shù)方案中，在所述步驟d)前還包括在所述正面生長(zhǎng)緩沖層。 所述緩沖層是厚度為3-50納米的鉻。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的 基于納米加工技術(shù)的集成微四點(diǎn)探針制作方法所制備的微四點(diǎn)探針。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.解決了探針懸臂由于應(yīng)力積累發(fā)生彎曲的問題；

2.可以抵抗較長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕，提高了成品率；

3.工藝方法更簡(jiǎn)單。

附圖說明

以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的微四探針圖；

圖2a至圖2l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成微四點(diǎn)探針芯片制作方 法的工藝流程圖；

圖3a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成微四點(diǎn)探針芯片的正面電極圖案底 切(undercut)結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖；

圖3b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成微四點(diǎn)探針芯片的掃描電子顯微 鏡(SEM)局部放大圖；

圖4a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成微四點(diǎn)探針芯片的俯視圖；

圖4b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成微四點(diǎn)探針芯片的探針懸臂的局部 放大圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供基于納米加工技術(shù)的集成微四點(diǎn)探針制 作方法，該方法包括以下步驟：