[发明专利]具有电阻性尖端的半导体探针及其制造方法

说明书

技术领域

根据本发明的设备和方法涉及具有电阻性尖端(resistive tip)的半导体探针及其制造方法，更具体而言，涉及一种半导体探针及其制造方法，该半导体探针中保护电阻性尖端的电介质层和用于提高分辨率的电场屏蔽件在所述电阻性尖端的顶部上形成平面。

背景技术

随着对诸如移动通讯终端和个人数字助理的小型电子装置的需求的增大，出现了对超小型高度集成的记录介质的需求。但是，由于现有技术硬盘难以实现进一步的小型化，且快闪存储器也难以实现更高的集成，所以正在研究扫描探针存储作为一种替代的信息存储方法。

扫描探针被用于各种扫描探针显微镜(SPM)技术。这些技术的例子包括通过检测根据施加于扫描探针和样品之间的电压差而流动的电流来生成信息的扫描隧道显微镜(STM)、利用扫描探针和样品之间的原子力的原子力显微镜(AFM)、利用样品的磁场和磁化的扫描探针之间的磁力的磁力显微镜(MFM)、克服可见光的分辨率限制的扫描近场光学显微镜(SNOM)、以及利用样品和扫描探针之间的静电荷的静电力显微镜(EFM)。

为了利用SPM技术实现高速、高密度信息读写，扫描探针必须能够探测直径为数十纳米小的区域的表面电荷。此外，为了提高读写速度，必须以阵列制造悬臂(cantilever)。

图1是国际专利公开No.WO 03/096409中公开的具有电阻性尖端50的悬臂70的截面图。电阻性尖端50垂直地形成在悬臂70上，可以以阵列制造悬臂70，且悬臂70可具有直径为数十纳米的电阻区56。

参考图1，半导体探针的电阻性尖端50包括掺杂有第一杂质的主体58、位于电阻性尖端50的顶部并掺杂有低浓度第二杂质的电阻区56、以及位于主体58的两侧斜面上并掺杂有高浓度第二杂质的第一和第二半导体电极区52和54。

但是，在具有电阻性尖端50的半导体探针中，在用于形成电阻性尖端50的湿法蚀刻工艺期间过蚀刻会减少高浓度掺杂的第一和第二半导体电极区52和54的斜面区域。相应地，减少了斜面上的导电区域，这增大了电阻区56的尺寸和电阻，由此减小了关于电阻变化的空间分辨率。此外，在电阻性尖端的末端存在磨损问题。

为了提高空间分辨率，已经对在电阻性尖端的斜面上具有电场屏蔽件的半导体探针展开了研究。然而，尽管能够提高这类半导体探针的空间分辨率，但是由于电阻性尖端的摩擦而降低了其性能。

发明内容

本发明提供一种半导体探针，其具有高的空间分辨率且能够保护电阻性尖端的顶部。

本发明还提供一种半导体探针的制造方法。

根据本发明的一方面，提供一种具有电阻性尖端的半导体探针，包括：掺杂有第一杂质的电阻性尖端，其中电阻区的顶部掺杂有低浓度的第二杂质，所述第二杂质具有与所述第一杂质相反的极性，且在所述电阻性尖端的斜面上形成掺杂有高浓度的第二杂质的第一和第二半导体电极区；形成于所述电阻性尖端上的电介质层；电场屏蔽件，形成于所述电介质层上且与所述电介质层一起形成在所述电阻性尖端的顶部上的平面；以及悬臂，具有所述电阻性尖端位于其上的端部。

所述平面可具有5nm到500nm的直径。

形成于所述电阻性尖端的顶部上的电介质层可具有1nm到100nm的厚度。

所述半导体探针还可包括绝缘层，其围绕所述电介质层以扩展所述平面。

形成于所述电阻性尖端的顶部上的电介质层可具有1nm到100nm的厚度。

所述第一杂质可以是p型杂质，所述第二杂质可以是n型杂质。