專利名稱：具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法涉及具有電阻性尖端(resistive tip)的半導(dǎo)體 探針及其制造方法，更具體而言，涉及一種半導(dǎo)體探針及其制造方法，該半 導(dǎo)體探針中保護(hù)電阻性尖端的電介質(zhì)層和用于提高分辨率的電場(chǎng)屏蔽件在 所述電阻性尖端的頂部上形成平面。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)諸如移動(dòng)通訊終端和個(gè)人數(shù)字助理的小型電子裝置的需求的增 大，出現(xiàn)了對(duì)超小型高度集成的記錄介質(zhì)的需求。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)硬盤 難以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的小型化，且快閃存儲(chǔ)器也難以實(shí)現(xiàn)更高的集成，所以正在 研究掃描探針存儲(chǔ)作為 一種替代的信息存儲(chǔ)方法。
掃描探針被用于各種掃描探針顯微鏡(SPM )技術(shù)。這些技術(shù)的例子包 括通過4全測(cè)根據(jù)施加于掃描探針和樣品之間的電壓差而流動(dòng)的電流來生成 信息的掃描隧道顯微鏡(STM)、利用掃描探針和樣品之間的原子力的原子 力顯微鏡(AFM)、利用樣品的磁場(chǎng)和磁化的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限制的掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(SNOM)、 以及利用樣品和掃描探針之間的靜電荷的靜電力顯微鏡(EFM )。
為了利用SPM技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速、高密度信息讀寫，掃描探針必須能夠探 測(cè)直徑為數(shù)十納米小的區(qū)域的表面電荷。此外，為了提高讀寫速度，必須以 陣列制造懸臂(cantilever )。
圖1是國(guó)際專利公開No. WO 03/096409中公開的具有電阻性尖端50的 懸臂70的截面圖。電阻性尖端50垂直地形成在懸臂70上，可以以陣列制 造懸臂70,且懸臂70可具有直徑為數(shù)十納米的電阻區(qū)56。
參考圖1,半導(dǎo)體探針的電阻性尖端50包括摻雜有第一雜質(zhì)的主體58、 位于電阻性尖端50的頂部并摻雜有低濃度第二雜質(zhì)的電阻區(qū)56、以及位于 主體58的兩側(cè)斜面上并摻雜有高濃度第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū) 52和54。
但是，在具有電阻性尖端50的半導(dǎo)體探針中，在用于形成電阻性尖端
50的濕法蝕刻工藝期間過蝕刻會(huì)減少高濃度摻雜的第 一和第二半導(dǎo)體電極 區(qū)52和54的斜面區(qū)域。相應(yīng)地，減少了斜面上的導(dǎo)電區(qū)域，這增大了電阻 區(qū)56的尺寸和電阻，由此減小了關(guān)于電阻變化的空間分辨率。此外，在電 阻性尖端的末端存在磨損問題。
為了提高空間分辨率，已經(jīng)對(duì)在電阻性尖端的斜面上具有電場(chǎng)屏蔽件的 半導(dǎo)體探針展開了研究。然而，盡管能夠提高這類半導(dǎo)體探針的空間分辨率， 但是由于電阻性尖端的摩擦而降低了其性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體探針，其具有高的空間分辨率且能夠保護(hù)電阻性 尖端的頂部。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體探針的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針，包括 摻雜有第 一雜質(zhì)的電阻性尖端，其中電阻區(qū)的頂部摻雜有低濃度的第二雜 質(zhì)，所述第二雜質(zhì)具有與所述第一雜質(zhì)相反的極性，且在所述電阻性尖端的 斜面上形成摻雜有高濃度的第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)；形成于所 述電阻性尖端上的電介質(zhì)層；電場(chǎng)屏蔽件，形成于所述電介質(zhì)層上且與所述 電介質(zhì)層一起形成在所述電阻性尖端的頂部上的平面；以及懸臂，具有所述 電阻性尖端位于其上的端部。
所述平面可具有5nm到500nm的直徑。
形成于所述電阻性尖端的頂部上的電介質(zhì)層可具有l(wèi)nm到100nm的厚度。
所述半導(dǎo)體探針還可包括絕緣層，其圍繞所述電介質(zhì)層以擴(kuò)展所述平面。
形成于所述電阻性尖端的頂部上的電介質(zhì)層可具有l(wèi)nm到100nm的厚度。
所述第 一雜質(zhì)可以是p型雜質(zhì)，所述第二雜質(zhì)可以是n型雜質(zhì)。 根椐本發(fā)明的另 一方面，提供一種具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的制造 方法，包括(a)在摻有第一雜質(zhì)的襯底的上表面上形成第一掩模，其具有 沿第 一方向呈條(stripe )形的第 一部分以及在所述第 一部分兩側(cè)的第 一 窗口 ；(b)采用第二雜質(zhì)摻雜通過所述第一窗口暴露的所述襯底的第一區(qū)域，所述
第二雜質(zhì)具有與所述第一雜質(zhì)相反的極性；(c)通過退火所述襯底在所述第 一部分的下部上形成電阻區(qū)；(d)采用光致抗蝕劑構(gòu)圖所述第一掩模以形成 第二掩^:莫，所述光致抗蝕劑包括沿垂直于所述第一方向的第二方向呈條形的 第二部分以及在所述第二部分的兩側(cè)的第二窗口 ，所述第二掩模具有在所述
第一部分和所述第二部分交叉的區(qū)域上的矩形第三部分以及圍繞所述第三 部分的第三窗口； (e)通過蝕刻經(jīng)所述第二掩模暴露的襯底來形成阱和從所 述阱突出的電阻性尖端；(f)在所述襯底上依次形成電介質(zhì)層和導(dǎo)電層；(g) 在所述導(dǎo)電層上形成覆蓋所述阱的絕緣層；(h)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 對(duì)所述絕緣層進(jìn)行拋光，直到暴露所述導(dǎo)電層；(i)采用CMP對(duì)所述導(dǎo)電層 進(jìn)行拋光，直到暴露所述電介質(zhì)層；以及(j)通過構(gòu)圖所述襯底形成具有所 述電阻性尖端位于其上的末端的懸臂。
所述第一部分和第二部分可具有50nm到2[im的寬度。
形成所述導(dǎo)電層可包括形成所述導(dǎo)電層至lnm-100nm的厚度。 形成所述阱和電阻性尖端還可包括去除所述第三部分，且通過在氧氣
氛下退火所述襯底而在所述襯底的表面上形成具有預(yù)定厚度的氧化物膜；以
及通過去除所述氧化物膜使所述電阻區(qū)的端部呈錐形。
形成所述氧化物膜可包括使所述電阻區(qū)在所述第三部分的下部上相互接觸。
拋光所述導(dǎo)電層還可包括通過蝕刻所述絕緣層而去除所述絕緣層。 拋光所述導(dǎo)電層還可包括在所述電阻性尖端的頂部上形成所述電介質(zhì) 層與所述導(dǎo)電層一起的平面。
所述平面可具有5nm到500nm的直徑。
形成所述懸臂可包括在所述電阻性尖端上形成所述電介質(zhì)層、導(dǎo)電層和 絕緣層的平面。


通過參考附圖詳細(xì)描述其示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將變 得更加顯見，在附圖中
圖1是具有現(xiàn)有技術(shù)電阻性尖端的懸臂的一部分的截面圖2是具有根據(jù)本發(fā)明 一示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的一
部分的截面圖3是示出具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的圖2所示的電阻性尖端的 半導(dǎo)體探針的操作的截面圖4是具有根據(jù)本發(fā)明另 一示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的 一部分的截面圖5A到5K是示出具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半 導(dǎo)體探針的示范性制造方法的透視圖和截面圖；以及
圖6是示出圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體探針和根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施 例的圖2所示的半導(dǎo)體探針的空間分辨率的模擬結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明的示范性實(shí)施例的附圖更為充分地描述本發(fā) 明。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。
圖2是具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電阻性尖端150的半導(dǎo)體探針 的一部分的截面圖。
參考圖2，半導(dǎo)體探針的電阻性尖端150垂直地形成于懸臂170的末端 上。電阻性尖端150包括〗參有第一雜質(zhì)的主體158、形成于電阻性尖端150 的頂部上且摻有低濃度第二雜質(zhì)的電阻區(qū)156、以及分別位于主體158的兩 側(cè)斜面上并摻有高濃度第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)152和154。這 里，第一雜質(zhì)可以是p型雜質(zhì)，第二雜質(zhì)可以是n型雜質(zhì)。
在電阻性尖端150上形成電介質(zhì)層160，在電阻性尖端150的兩斜面處 在電介質(zhì)層160上形成電場(chǎng)屏蔽件162。電介質(zhì)層160可由SiCb或S^N4形 成，電場(chǎng)屏蔽件162可由例如Al或多晶硅形成。
電介質(zhì)層160可在電阻性尖端150的頂部形成至l-100nm的厚度。電場(chǎng) 屏蔽件162與電介質(zhì)層160 —起在電阻性尖端150的頂部形成平面164。該 平面可具有例如5到500nm的直徑。
電介質(zhì)層160防止電阻性尖端150受到磨損，平面164防止根據(jù)本發(fā)明 示范性實(shí)施例的半導(dǎo)體探針在接觸所要探測(cè)的目標(biāo)時(shí)受到磨損，因?yàn)槠矫?164為電阻性尖端150提供了更寬的接觸區(qū)域。
電場(chǎng)屏蔽件162防止記錄介質(zhì)153 (參考圖3)的表面電荷影響電阻區(qū)
156之外的區(qū)域，即第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)152和154。由表面電荷生成 的電場(chǎng)引起了電阻區(qū)156的電阻差異。因此，由所述電阻差異，能夠精確測(cè) 量表面電荷的極性和量。
圖3是具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的圖2所示的電阻性尖端的半導(dǎo) 體探針的放大橫截面圖。
現(xiàn)在，將參考圖3描述具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電阻性尖端 150的半導(dǎo)體探針的操作。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電阻性尖端150探測(cè)記錄介質(zhì)153的表 面電荷157時(shí)，電阻區(qū)156的電阻改變，因?yàn)楹谋M區(qū)168減小了電阻區(qū)156 的面積，即使耗盡區(qū)168未擴(kuò)展至第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)152和154。相 應(yīng)地，電阻的改變使記錄介質(zhì)153的表面電荷157的極性和量得到檢測(cè)。形 成于電阻區(qū)156中的耗盡區(qū)168通過由表面負(fù)電荷157生成的電場(chǎng)向第一和 第二半導(dǎo)體電極區(qū)152和154擴(kuò)散。特別地，提高了具有根據(jù)本發(fā)明一示范 性實(shí)施例的電阻性尖端150的探針的空間分辨率，因?yàn)槌穗娮鑵^(qū)156以外 電阻性尖端150的整個(gè)區(qū)域被電場(chǎng)屏蔽件162覆蓋。
圖4是具有根據(jù)本發(fā)明另 一示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的 一部分的截面圖。采用類似的附圖標(biāo)記表示與圖2和圖3中的元件基本相同 的元件，因而將省略其詳細(xì)i兌明。
參考圖4，半導(dǎo)體探針的電阻性尖端150'垂直地形成于懸臂170的末端 上。在電阻性尖端150'上形成電介質(zhì)層160，在電阻性尖端150'的斜面處在 電介質(zhì)層160上形成電場(chǎng)屏蔽件162。絕緣層163進(jìn)一步形成在電場(chǎng)屏蔽件 162周圍。絕緣層163的上表面與電場(chǎng)屏蔽層162和電介質(zhì)層160的上表面 一起形成平面166。平面166防止了電阻性尖端150'受到磨損，因?yàn)槠矫?66 與所要探測(cè)的目標(biāo)之間具有寬闊的接觸面積。
圖4的電阻性尖端150'的功能與圖2的電阻性尖端150基本相同，因而 將不再重復(fù)其詳細(xì)說明。
圖5A到5K是示出具有根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半 導(dǎo)體探針的制造方法的透視圖和截面圖。
參考圖5A，在摻有第一雜質(zhì)的硅或絕緣體上硅(SOI)襯底231的表面 上形成氧化硅或氮化硅掩模膜233。在掩模膜233上涂覆光致抗蝕劑235之 后，其中形成了兩個(gè)窗口 W的掩模238設(shè)置于襯底231上。 參考圖5B,通過執(zhí)行曝光、顯影和蝕刻工藝，在襯底231上形成具有 兩個(gè)第一窗口 Wl的第一掩模233a。第一掩模233a的兩個(gè)窗口 Wl之間的 第一部分P1的寬度可利用掩模238來控制，且可以是50nm到2pm。
接下來，通過以高濃度的第二雜質(zhì)摻雜除了第一掩模233a區(qū)域之外的 第一窗口 wi區(qū)域形成第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)232和234。第一和第二半 導(dǎo)體電極區(qū)232和234用作導(dǎo)體，因?yàn)榈谝缓偷诙雽?dǎo)體電極區(qū)具有非常低 的電阻。
圖5C是沿圖5B中的5C-5C線得到的截面圖。參考圖5C,當(dāng)襯底231 被退火時(shí)，通過使第二雜質(zhì)從摻有高濃度第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極 區(qū)232和234擴(kuò)散而形成電阻區(qū)236。電阻區(qū)236是摻有第二雜質(zhì)的低濃度 區(qū)域。這里，電阻區(qū)236可以在第一部分Pl的下面發(fā)生接觸?？梢酝ㄟ^在 接下來的退火工藝中在第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)232和234之間連續(xù)形成電 阻區(qū)236而實(shí)現(xiàn)電阻區(qū)236的接觸，將稍后描述該退火工藝。
參考圖5D,在涂覆光致抗蝕劑層239以覆蓋襯底231的上表面上的第 一掩模233a之后，將與第一掩模233a類似的具有兩個(gè)窗口 W'的光掩模240 置于光致抗蝕劑層239之上。這里，定位光掩模240使得兩個(gè)窗口 W'之間 的第二部分P2垂直交叉第一掩模233a的第一部分Pl，從而自對(duì)準(zhǔn)電阻性 尖端的位置。
參考圖5E,對(duì)光致抗蝕劑層239執(zhí)行曝光、顯影和蝕刻工藝以形成與 光掩模240具有相同形狀的光致抗蝕劑層239a。光掩模240控制第二部分 P2的寬度，其可以是50nm到2(im。
參考圖5F，在對(duì)未被光致抗蝕劑層239a覆蓋的第一掩模233a進(jìn)行干法 蝕刻之后去除光致抗蝕劑層239a，以形成包括第三窗口 W3和位于第三窗口 W3內(nèi)的矩形第三部分P3的第二掩模233b。
圖5G到圖5K是沿圖5F的5G-5G線得到的截面圖。參考圖5G,通過 采用第二掩模233b作為掩模蝕刻襯底231的第三窗口區(qū)域形成阱(well) WL,電阻性尖端230從阱WL突出。
接下來，在去除第二掩模233b之后，通過在氧氣氛下氧化襯底231預(yù) 定時(shí)段，可在襯底231的表面上形成氧化物膜(未示出)。接下來，可以通 過去除氧化物膜形成在所述電阻區(qū)中的電阻性尖端的錐形頂部(tapered apex )。
參考圖5H,在去除第二掩模233b之后，電介質(zhì)層241例如Si02層在襯 底231上形成至l-100nm的厚度。接下來，在電介質(zhì)層241上沉積導(dǎo)電層 242例如多晶硅層，在導(dǎo)電層242上形成絕緣層244例如硼磷硅酸鹽玻璃 (BPSG)層。導(dǎo)電層242可形成至l-100nm的厚度。
參考圖51,采用相關(guān)于絕緣層244具有高蝕刻選擇性的漿料(slurry), 通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)對(duì)絕緣層244進(jìn)行拋光。例如，如果絕緣層244 是BPSG層且導(dǎo)電層242是多晶硅層，則采用相關(guān)于BPSG層具有大于20:1 的蝕刻選擇性的Si02 CMP漿料，這里，多晶硅層242用作CMP停止層。
參考圖5J,采用相關(guān)于導(dǎo)電層242具有高蝕刻選擇性的漿料通過CMP 對(duì)導(dǎo)電層242進(jìn)行拋光。例如，如果導(dǎo)電層242是多晶硅層且電介質(zhì)層240 是Si02層，則采用相關(guān)于多晶硅層具有大于20:1的高蝕刻選擇性的SiCMP 漿料，這里，Si02層244用作CMP停止層。
接下來，通過蝕刻從襯底231去除絕緣層244。
參考圖5K,通過構(gòu)圖工藝形成電阻性尖端230的形狀?？梢酝ㄟ^現(xiàn)有 技術(shù)光刻執(zhí)行所述構(gòu)圖工藝，因而將省略其詳細(xì)說明。
通過上述制造方法，在電阻性尖端230的斜面上形成第一和第二半導(dǎo)體 電極區(qū)232和234,且電阻區(qū)238自對(duì)準(zhǔn)在電阻性尖端230的頂部。此外， 在電阻性尖端230的斜面上形成了電介質(zhì)層241和電場(chǎng)屏蔽件242。
接下來，通過蝕刻襯底231的下表面形成懸臂270,使得電阻性尖端230 位于懸臂270的末端，且第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)232和234連接至電極焊 盤(未示出)。于是，完成了根據(jù)本發(fā)明一示范性實(shí)施例的半導(dǎo)體探針的制 造。
在上述制造工藝中，如果省略了圖51中絕緣層244的去除，則可形成 圖4所示的半導(dǎo)體探針。
圖6是示出圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體探針和根據(jù)本發(fā)明該示范性實(shí)施 例的圖2所示的半導(dǎo)體探針的空間分辨率的模擬結(jié)果的曲線圖。
對(duì)于該模擬而言，沿跨越所述半導(dǎo)體電極區(qū)和所述電阻性尖端的頂部的 方向提供浮置電壓的金屬位于距所述電阻性尖端的頂部20nm處。在所述金 屬中形成具有10nm直徑的浮置開口。向所述金屬施加+lV和-IV的浮置電 壓。
參考圖6,可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體探針的電阻性尖端相比，根據(jù)
本發(fā)明一示范性實(shí)施例的半導(dǎo)體探針的電阻性尖端在正電荷和負(fù)電荷之間 具有更銳利的轉(zhuǎn)變寬度。這是因?yàn)樾纬捎诟鶕?jù)本發(fā)明該示范性實(shí)施例的半導(dǎo) 體探針的電阻性尖端的電阻區(qū)的兩側(cè)的電場(chǎng)屏蔽件提高了電阻區(qū)的空間分
在具有根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半導(dǎo)體探針中，在電阻 性尖端的頂部的電阻區(qū)上的電場(chǎng)屏蔽件避免了電場(chǎng)影響電阻區(qū)以外的區(qū)域， 由此提高了空間分辨率。
此外，形成于電阻區(qū)上的電介質(zhì)層以及由所述電場(chǎng)屏蔽件和電介質(zhì)層形 成的平面避免了電阻區(qū)受到磨損。
在具有根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的制造方
法中，在形成電場(chǎng)屏蔽件的同時(shí)，電阻區(qū)自對(duì)準(zhǔn)在電極區(qū)之間。
此外，可以通過使用形成電場(chǎng)屏蔽件的導(dǎo)電層和作為蝕刻停止層的電介 質(zhì)層在電阻區(qū)上準(zhǔn)確地形成由電介質(zhì)層和導(dǎo)電層構(gòu)成的平面。
針用于大容量超小型信息存儲(chǔ)設(shè)備中時(shí)，所述設(shè)備可以通過在小區(qū)域內(nèi)檢測(cè) 或形成電荷而記錄或讀耳又。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體的圖示和文 字描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離由權(quán)利要求界定的 本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)其做出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針，包括電阻性尖端，其摻有第一雜質(zhì)，且其頂部摻有較低濃度的第二雜質(zhì)，所述第二雜質(zhì)與所述第一雜質(zhì)極性相反，其中在所述電阻性尖端的斜面上形成摻有較高濃度的第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)；形成于所述電阻性尖端上的電介質(zhì)層；電場(chǎng)屏蔽件，其形成于所述電介質(zhì)層上，且與所述電介質(zhì)層一起在所述電阻性尖端的頂部上形成平面；以及懸臂，具有所述電阻性尖端位于其上的端部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探針，其中所述平面具有5nm到500nm 的直徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探針，其中所述電介質(zhì)層在所述電阻 性尖端的頂部具有l(wèi)nm到100nm的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探針，還包括絕緣層，其圍繞所述電 介質(zhì)層以擴(kuò)散所述平面的面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體探針，其中所述電介質(zhì)層在所述電阻 性尖端的頂部具有l(wèi)nm到100nm的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探針，其中所述第一雜質(zhì)為p型雜質(zhì)， 所述第二雜質(zhì)為n型雜質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探針，其中所述第一雜質(zhì)為n型雜質(zhì)， 所述第二雜質(zhì)為p型雜質(zhì)。
8. —種制造具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針的方法，包括 在摻有第一雜質(zhì)的襯底的上表面上形成第一掩模，其具有沿第一方向呈條形的第 一部分以及在所述第 一部分兩側(cè)的第 一窗口 ；用第二雜質(zhì)摻雜通過所述第一窗口暴露的所述襯底的第一區(qū)域，所述第二雜質(zhì)具有與所述第一雜質(zhì)相反的極性；通過退火所述襯底在所述第一部分的下部上形成電阻區(qū)； 采用光致抗蝕劑構(gòu)圖所述第 一掩模以形成第二掩模，所述光致抗蝕劑包 括沿垂直于所述第一方向的第二方向呈條形的第二部分以及位于所述第二 部分兩側(cè)的第二窗口 ，所述第二掩4莫具有在所述第一部分和所述第二部分交 叉的區(qū)域上的矩形第三部分以及圍繞所述第三部分的第三窗口；通過蝕刻經(jīng)所述第二掩模暴露的襯底來形成阱和從所述阱突出的電阻性尖端；在所述襯底上依次形成電介質(zhì)層和導(dǎo)電層； 在所述導(dǎo)電層上形成覆蓋所述阱的絕緣層； 采用化學(xué)機(jī)械拋光對(duì)所述絕緣層進(jìn)行拋光，直到暴露所述導(dǎo)電層； 采用化學(xué)機(jī)械拋光對(duì)所述導(dǎo)電層進(jìn)行拋光，直到暴露所述電介質(zhì)層；以及通過構(gòu)圖所述襯底形成具有末端的懸臂，所述電阻性尖端位于該末端上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一部分和第二部分具有50nm 到2pm的寬度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述電介質(zhì)層包括形成所述 電介質(zhì)層至lnm-100nm的厚度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述導(dǎo)電層包括形成所述導(dǎo) 電層至lnm-100nm的厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述阱和電阻性尖端還包括 去除所述第三部分，且通過在氧氣氛下退火所述襯底而在所述襯底的表面上形成具有預(yù)定厚度的氧化物膜；以及通過去除所述氧化物膜使所述電阻區(qū)的端部呈錐形。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成所述氧化物膜包括使所述 電阻區(qū)在所述第三部分的下部上相互接觸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中拋光所述導(dǎo)電層還包括通過蝕刻 所述絕緣層而去除所述絕緣層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中拋光所述導(dǎo)電層還包括在所述 電阻性尖端的頂部上形成所述電介質(zhì)層連同所述導(dǎo)電層的平面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述平面具有5nm到500nm的 直徑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述懸臂包括在所述電阻性 尖端的頂部上形成所述電介質(zhì)層、所述導(dǎo)電層和所述絕緣層的平面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一雜質(zhì)為n型雜質(zhì)，所述 第二雜質(zhì)為P型雜質(zhì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一雜質(zhì)為p型雜質(zhì)，所述 第二雜質(zhì)為n型雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探針以及所述半導(dǎo)體探針的制造方法。所述半導(dǎo)體探針包括電阻性尖端，其摻有第一雜質(zhì)，且其頂部摻有低濃度的第二雜質(zhì)，所述第二雜質(zhì)與所述第一雜質(zhì)極性相反，其中在所述電阻性尖端的斜面上形成摻有高濃度第二雜質(zhì)的第一和第二半導(dǎo)體電極區(qū)；形成于所述電阻性尖端上的電介質(zhì)層；電場(chǎng)屏蔽件，其形成于所述電介質(zhì)層上，且連同所述電介質(zhì)層一起在所述電阻性尖端的頂部上形成平面；以及具有末端的懸臂，所述電阻性尖端位于所述末端上。
文檔編號(hào)G11B9/00GK101183566SQ20071018676
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者丁柱煥, 樸哲民, 洪承范, 高亨守 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社