[发明专利]用于加工衬底材料的钝化层的探针

说明书

本申请公开一种用于加工衬底材料的钝化层的探针。该探针包括：悬臂部分；尖端，所述尖端位于所述悬臂部分末端并从所述悬臂部分突出；所述尖端包括底座和从所述底座延伸的多个支撑臂，所述各支撑臂在远离所述底座的端部连接至针尖部；其中所述底座内设有多个电极，所述支撑臂内设有导线，所述导线用于将所述多个电极与所述针尖部连接。使用根据本发明的探针，能够通过加热汽化钝化层的材料而进行钝化层的无掩模图形化、高效快速、成本低、且工艺简化。

技术领域

本发明涉及衬底材料的钝化层上的图形加工，具体是用于加工衬底材料上钝化层的探针。

背景技术

随着微电子工艺的快速发展，器件的小型化发展的难度也日益增大。由于三维纳米结构的广泛应用，故三维器件的构造也成为提高器件集成度的一个重要途径。

目前，常见的制备三维结构的方法主要有双光子干涉曝光工艺、激光干涉曝光工艺、灰度曝光工艺、离子束刻蚀工艺及沉积工艺。但是，这些工艺均存在种种缺陷，比如，利用双光子干涉曝光工艺或激光干涉曝光工艺制备三维图形时，图形尺寸受光斑大小的影响很大，且制备得出的三维图形的最小尺寸都在微米或亚微米量级，很难达到纳米级的尺度精度。

因此本领域需要一种用于在衬底材料的钝化层上通过加热汽化钝化层材料而形成三维微纳米结构或图形的探针，取代传统的使用图形化掩膜版的光学光刻技术，从而实现高精度二维或者三维微纳结构图形直写和操纵，用以制备三维微纳米功能结构与器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在衬底材料的钝化层上制备三维图形结构的探针，通过对探针进行加热，并由精确的定位和运动控制，对图形化目标进行高精度的材料汽化。探针沿衬底平面运动或形成一定夹角运动从而形成三维立体结构，实现真正意义上三维结构的制备，为三维器件的加工提供新技术。此外，由于通过探针扫描对钝化材料进行汽化，探针运动阻力小，能够实现进行高精度的运动控制，从而能够通过该方法形成具有微纳米级别尺寸精度的三维立体结构。

为达到上述目的，本发明提供一种在衬底材料的钝化层上形成三维图形结构的探针，所述探针包括：

悬臂部分；

尖端，所述尖端位于所述悬臂部分末端并从所述悬臂部分突出；

所述尖端包括底座和从所述底座延伸的多个支撑臂，所述各支撑臂在远离所述底座的端部连接至针尖部；

其中所述底座内设有多个电极，所述支撑臂内设有导线，所述导线用于将所述多个电极与所述针尖部连接。

在一优选实施例中，所述多个电极包括加热电极，所述加热电极用于将所述尖端加热至预定温度。

在一优选实施例中，所述多个电极包括感测电极，所述感测电极用于感测所述尖端的温度

在一优选实施例中，所述感测电极是热敏电阻。

在一优选实施例中，探针还包括控制器，所述控制器构造成将所述感测电极测得的温度与预定温度比较；且当所述感测电机测得的温度高于所述预定温度时，则降低所述加热电极的功率；而当所述感测电机测得的温度低于所述预定温度时，则增加所述加热电极的功率。

在一优选实施例中，探针还包括控制器，所述控制器构造成将所述感测电极测得的温度与预定温度比较；且当所述感测电机测得的温度高于所述预定温度时，则停止所述加热电极的运行；而当所述感测电机测得的温度低于所述预定温度时，则开启所述加热电极的运行。

在一优选实施例中，所述加热电极包括多个加热电极。

在一优选实施例中，探针还包括控制器，所述控制器构造成将所述感测电极测得的温度与预定温度比较；且当所述感测电机测得的温度高于所述预定温度时，则减少正在运行的所述加热电极的数量；而当所述感测电机测得的温度低于所述预定温度时，则减少正在运行的所述加热电极的数量。