JPH02285203A - トンネル顕微鏡測定回路 - Google Patents
トンネル顕微鏡測定回路Info
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- JPH02285203A JPH02285203A JP2068511A JP6851190A JPH02285203A JP H02285203 A JPH02285203 A JP H02285203A JP 2068511 A JP2068511 A JP 2068511A JP 6851190 A JP6851190 A JP 6851190A JP H02285203 A JPH02285203 A JP H02285203A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、トンネル顕微鏡を用い、きわめて高い空間解
像度で短い時間枠内にストロボ走査によって電圧を測定
することに関し、特にトンネル電流は、トンネル・チッ
プとサンプリング対象の波形を示す導体との距離を変化
させることによって得られる。
像度で短い時間枠内にストロボ走査によって電圧を測定
することに関し、特にトンネル電流は、トンネル・チッ
プとサンプリング対象の波形を示す導体との距離を変化
させることによって得られる。
Ｂ、従来の技術
トンネル顕微鏡や走査型トンネル顕微１２（ＳＴＭ）に
ついての説明は、米国特許筒４６６５３１３号、同４６
９８５０２号、同４２７４３１８号、および同４３４３
９９３号にみられる。また、［表面形状測定用の簡易走
査型トンネル顕微ｔａ ｉｓｉｍｐｔｉｆｉｅｄ Ｓｃ
ａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ １Ｊｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅｆｏｒ ５ｕｒｆａｃｅ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ
ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｌＪ 、 Ｉ ８Ｍテク
ニカル・ディスクロージャ・ブレティンｆ［ＢＬＩ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ロ１ｓｃｌｏｓｕｒｃ Ｂｕ
ｌｌｅｔｉｎｌ 、 １ ９ ８６年３月、ｐｐ、
４３５６−４３５７、ビニグ、１．０Ｍジャーナル・才
プ・リサーチ・アンド・デベロップメントｆｌＢＭ Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅ５ｅａｒｃｈａｎｄ Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌ 、 １９７５ 年 、 ｐ、
ｔｏｔ 、メイ他、アプライド・フィジクス・レター
ズ１Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｌ 、１９８７年、ｐ。
ついての説明は、米国特許筒４６６５３１３号、同４６
９８５０２号、同４２７４３１８号、および同４３４３
９９３号にみられる。また、［表面形状測定用の簡易走
査型トンネル顕微ｔａ ｉｓｉｍｐｔｉｆｉｅｄ Ｓｃ
ａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ １Ｊｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅｆｏｒ ５ｕｒｆａｃｅ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ
ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｌＪ 、 Ｉ ８Ｍテク
ニカル・ディスクロージャ・ブレティンｆ［ＢＬＩ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ロ１ｓｃｌｏｓｕｒｃ Ｂｕ
ｌｌｅｔｉｎｌ 、 １ ９ ８６年３月、ｐｐ、
４３５６−４３５７、ビニグ、１．０Ｍジャーナル・才
プ・リサーチ・アンド・デベロップメントｆｌＢＭ Ｊ
ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅ５ｅａｒｃｈａｎｄ Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌ 、 １９７５ 年 、 ｐ、
ｔｏｔ 、メイ他、アプライド・フィジクス・レター
ズ１Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
ｌ 、１９８７年、ｐ。
１４５、およびメンツエル他、スキャニング（Ｓｃａｎ
ｎｉｎｇｌ、１９８３年、ｐ、１０３．も同じ主題を扱
っている。ホサカ伯の「走査型トンネル顕微鏡を用いた
注入シリコン上のｐｎ接合の Ｕ 察 ｆｏｂｓｅｒｖ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ
ｏｎＩｍｐｌａｎｔｅｄ ５ｉｌｉｃｏｎ Ｕｓ
ｉｎｇ ａ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎ
ｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ） 、アプライド・フィジクス
・レクーズｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓｌ 、 １９８８年８月、ｐｐ、４８７−４８
９およびムロルトイ也の［半導体へテロ接合に関する走
査型トンネル顕微鏡と電位差計（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔ
ｕｎｎｅｌｉｎｇ ｕｉｃｒｏｓｃｏｐｙａｎｄ Ｉ
’ｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｙ ｏｎ ａ Ｓｅｍ
１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ１１ｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ
ｌ 、アプライド・フイジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） 、 １９
８７年５月、ｐｐ、１３５２−１３５４もＳＴＭの利用
について報告している。
ｎｉｎｇｌ、１９８３年、ｐ、１０３．も同じ主題を扱
っている。ホサカ伯の「走査型トンネル顕微鏡を用いた
注入シリコン上のｐｎ接合の Ｕ 察 ｆｏｂｓｅｒｖ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ
ｏｎＩｍｐｌａｎｔｅｄ ５ｉｌｉｃｏｎ Ｕｓ
ｉｎｇ ａ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎ
ｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ） 、アプライド・フィジクス
・レクーズｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓｌ 、 １９８８年８月、ｐｐ、４８７−４８
９およびムロルトイ也の［半導体へテロ接合に関する走
査型トンネル顕微鏡と電位差計（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔ
ｕｎｎｅｌｉｎｇ ｕｉｃｒｏｓｃｏｐｙａｎｄ Ｉ
’ｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｙ ｏｎ ａ Ｓｅｍ
１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ１１ｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ
ｌ 、アプライド・フイジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） 、 １９
８７年５月、ｐｐ、１３５２−１３５４もＳＴＭの利用
について報告している。
基本的にトンネル顕微鏡では、導体先端と試料すなわち
測定対象の素子の間隔がきわめて縮められる。先端を流
れる電流によって電流が正確に測定される限りは表面の
特徴が写像される。しかしＳＴＭのような構造は、前記
のムロルトが報告しているような電位差計にも利用でき
る。
測定対象の素子の間隔がきわめて縮められる。先端を流
れる電流によって電流が正確に測定される限りは表面の
特徴が写像される。しかしＳＴＭのような構造は、前記
のムロルトが報告しているような電位差計にも利用でき
る。
変化の激しい波形を観測することの難しさとして、導体
先端すなわちプローブと測定対象の電圧を示す導体の表
面を含めた回路がＲＣ回路の特性を示し、高速な波形を
積分するという問題がある。Ｎ流の測定には、他に適当
な処置を施さない場合、安定値に達するまでにそれぞれ
数ミリ秒かかる。
先端すなわちプローブと測定対象の電圧を示す導体の表
面を含めた回路がＲＣ回路の特性を示し、高速な波形を
積分するという問題がある。Ｎ流の測定には、他に適当
な処置を施さない場合、安定値に達するまでにそれぞれ
数ミリ秒かかる。
Ｃ１発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、ストロボ式トンネル電位差計によって
電圧を正確に測定できるようにすることにある。また、
高速に変化する波形を正確に測定するために、（時間の
関数である）トンネル電流の指数関数的な性質を処理す
ることも本発明の目的である。
電圧を正確に測定できるようにすることにある。また、
高速に変化する波形を正確に測定するために、（時間の
関数である）トンネル電流の指数関数的な性質を処理す
ることも本発明の目的である。
０１課題を解決するための手段
上記の目的を他の目的も含めて達成するために、本発明
が提供する走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ Ｍ ）は、テ
スト・プローブ先端を含めたテスト・プローブと測定し
やすい位置に置かれた試料（すなわち被検査素子）を加
えたものである。テスト・プローブは、その先端が試料
（具体的には試料表面に置かれる導体片）に近接しかつ
離隔するよう支持される。テスト・プローブは、実施例
によっては、機械的発振器によって駆動され、所定の動
きを作り出す０機械的発振器はきわめて高い周波数（Ｇ
Ｈｚ帯域など）で作動する。導体片と先端の間に流れる
トンネル電流（試料に瞬間的に生じる電位の強関数）は
、（先端と導体の）距離に対する電流の指数関数的従属
性と先端の動きを合成して決定される。サンプリングは
、テスト・プローブ先端の動きと同期がとられる。この
同期は発振器の出力によるｍ−発振器出力の高調波また
は低調波が利用できる。サンプリング対象の波形と実際
のサンプリング時間をずらすには、ＦＭ準的な移相器を
用いるか、またはトリガ周波数を発振器の低調波に対し
て少し補正すればよい。
が提供する走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ Ｍ ）は、テ
スト・プローブ先端を含めたテスト・プローブと測定し
やすい位置に置かれた試料（すなわち被検査素子）を加
えたものである。テスト・プローブは、その先端が試料
（具体的には試料表面に置かれる導体片）に近接しかつ
離隔するよう支持される。テスト・プローブは、実施例
によっては、機械的発振器によって駆動され、所定の動
きを作り出す０機械的発振器はきわめて高い周波数（Ｇ
Ｈｚ帯域など）で作動する。導体片と先端の間に流れる
トンネル電流（試料に瞬間的に生じる電位の強関数）は
、（先端と導体の）距離に対する電流の指数関数的従属
性と先端の動きを合成して決定される。サンプリングは
、テスト・プローブ先端の動きと同期がとられる。この
同期は発振器の出力によるｍ−発振器出力の高調波また
は低調波が利用できる。サンプリング対象の波形と実際
のサンプリング時間をずらすには、ＦＭ準的な移相器を
用いるか、またはトリガ周波数を発振器の低調波に対し
て少し補正すればよい。
こうして本発明が提供するトンネル顕微鏡の測定回路で
は、テスト・プローブ先端と試料の距離によってトンネ
ル電流が変化する。この改良の特徴は、テスト・プロー
ブ先端と試料の距離を変える水晶発振器にある。
は、テスト・プローブ先端と試料の距離によってトンネ
ル電流が変化する。この改良の特徴は、テスト・プロー
ブ先端と試料の距離を変える水晶発振器にある。
本発明によるトンネル顕微鏡は、
試料およびこれに支持されるサンプリング用の導体と、
発振器駆動信号によって駆動される機械的発振器と、
テスト・プローブおよび前記機械的発振器によって生じ
る運動に応じて前記導体に近接し離隔するよう支持され
るテスト・プローブ先端と、前記テスト・プローブ先端
に流れるトンネル電流を検出する手段とから構成される
。
る運動に応じて前記導体に近接し離隔するよう支持され
るテスト・プローブ先端と、前記テスト・プローブ先端
に流れるトンネル電流を検出する手段とから構成される
。
機械的発振器は、実施例によっては、先端または試料に
表面波を発生させ、先端と試料の距離を変える表面波発
生器に代えられる。
表面波を発生させ、先端と試料の距離を変える表面波発
生器に代えられる。
Ｅ、実施例
第１図は、本発明による走査型トンネル顕微鏡の一般構
成を示す、適当なバイアスと励起信号によって駆動され
る機械的発振器１００は、テスト・プローブ先端２３を
持つ走査形トンネル顕微鏡を駆動する１機械的発振器と
テスト・プローブ２２は、発振器によって生じる動きが
テスト・プローブ先Ｗ４２３と試料２４、特にテスト・
プローブ先Ｗ４２３と試料２４に支持された導体２５（
試料にプリントされた導体片）の距離ｄを変化させるよ
うに構成される。
成を示す、適当なバイアスと励起信号によって駆動され
る機械的発振器１００は、テスト・プローブ先端２３を
持つ走査形トンネル顕微鏡を駆動する１機械的発振器と
テスト・プローブ２２は、発振器によって生じる動きが
テスト・プローブ先Ｗ４２３と試料２４、特にテスト・
プローブ先Ｗ４２３と試料２４に支持された導体２５（
試料にプリントされた導体片）の距離ｄを変化させるよ
うに構成される。
第２図は１時間の関数であるｄ ｓｅａ ｔ ｄ ｍａ
ｗの距離の変化を示す１機械的発振器による正弦波状の
運動は、テスト・プローブ先端２３と導体２５の距離ｄ
が時点ｔ。、ｔｌなどで距離ｄ、、、１．．が最小とな
るよう設定される。この運動は正弦波を成すが、これ以
外の時間に応じた動きも採用できる。
ｗの距離の変化を示す１機械的発振器による正弦波状の
運動は、テスト・プローブ先端２３と導体２５の距離ｄ
が時点ｔ。、ｔｌなどで距離ｄ、、、１．．が最小とな
るよう設定される。この運動は正弦波を成すが、これ以
外の時間に応じた動きも採用できる。
第３図は、距離ｄの関数であるトンネル電流ｉの変化を
示す、トンネル電流ｉは距１ｉｉｔｄの指数関数である
。言うまでもなく、トンネル電流を発生させるのは試料
と先端の間の電位差であり、よってトンネル電流は電圧
の強い関数である。そこでトンネル電流は試料の電圧の
標識として用いられる。電流を測定して電圧を正確に測
定するには、比較的安定した条件下で電流サンプルを採
取する必要がある。中でも重要な条件は、サンプリング
時の距離ｄである。この条件を満足するのは、測定時の
先端と試料の距！ｉ ｄ 、、、が比較的安定している
場合である。テスト・プローブ先端２３と試料の導体２
５の距ｆｉｄは変化するため（第２図）、先端２３に伝
わるトンネル電流は第４図のような形をとる。つまり、
テスト・プローブ先端２３と導体２５の距離ｄがあるし
きい値に達するまでは、トンネル電流は実質上全く流れ
ない、トンネル電流はその後、指数関数的に上昇し、ｔ
ｏで最大値に達する。距離ｄがまた大きくなると（ｔｏ
後）、トンネル電流は指数関数的に低下し、ある点まで
くるとほとんど流れなくなる。この状態は、距離ｄがｄ
、１．に達するまで続き１次に再び下降し始める０時間
がｔ、になる少し前にトンネル電流は再び流れ始め、時
間ｔ１またはその付近で先端と導体の電位差の最大間数
［１（ｕ）１に達し、また下降し始める。このトンネル
電流の波形（第４図）は距ｆｉｄの変化に応じて繰り返
される。
示す、トンネル電流ｉは距１ｉｉｔｄの指数関数である
。言うまでもなく、トンネル電流を発生させるのは試料
と先端の間の電位差であり、よってトンネル電流は電圧
の強い関数である。そこでトンネル電流は試料の電圧の
標識として用いられる。電流を測定して電圧を正確に測
定するには、比較的安定した条件下で電流サンプルを採
取する必要がある。中でも重要な条件は、サンプリング
時の距離ｄである。この条件を満足するのは、測定時の
先端と試料の距！ｉ ｄ 、、、が比較的安定している
場合である。テスト・プローブ先端２３と試料の導体２
５の距ｆｉｄは変化するため（第２図）、先端２３に伝
わるトンネル電流は第４図のような形をとる。つまり、
テスト・プローブ先端２３と導体２５の距離ｄがあるし
きい値に達するまでは、トンネル電流は実質上全く流れ
ない、トンネル電流はその後、指数関数的に上昇し、ｔ
ｏで最大値に達する。距離ｄがまた大きくなると（ｔｏ
後）、トンネル電流は指数関数的に低下し、ある点まで
くるとほとんど流れなくなる。この状態は、距離ｄがｄ
、１．に達するまで続き１次に再び下降し始める０時間
がｔ、になる少し前にトンネル電流は再び流れ始め、時
間ｔ１またはその付近で先端と導体の電位差の最大間数
［１（ｕ）１に達し、また下降し始める。このトンネル
電流の波形（第４図）は距ｆｉｄの変化に応じて繰り返
される。
試料の電圧を正確に測定できるのは、時点ｔｏ、ｔ＋な
どで得られる最大トンネル電流が測定される場合である
。測定しようとする試料の電圧が変わらない場合は、サ
ンプリング期間についての要件は存在しない、一方、測
定された電圧が通常そうであるように周期性を示す（あ
るいは周期的成分を持つ）場合は、波形を正確に記録す
るためにサンプリング時間を制御する、すなわち波形と
同期をとる必要がある。
どで得られる最大トンネル電流が測定される場合である
。測定しようとする試料の電圧が変わらない場合は、サ
ンプリング期間についての要件は存在しない、一方、測
定された電圧が通常そうであるように周期性を示す（あ
るいは周期的成分を持つ）場合は、波形を正確に記録す
るためにサンプリング時間を制御する、すなわち波形と
同期をとる必要がある。
第５図は本発明の実施例を示す０機械的発振器１００は
水晶発振器１０を備え、その出力は（ＧＨｚの範囲が望
ましい）分電器１１に入る１分電器１１の出力の１つで
圧電スタック１２が駆動される。圧電スタック１２は、
これに機械的に接続されるテスト・プローブ２２に機械
的な運動を与える。テスト・プローブ２２は、導体片２
５が形成される試料２４に隣接するよう配置される。圧
電スタック１２の機械的運動に応じた動きがテスト・プ
ローブ先端２３に生じ、テスト・プローブ先端２３と導
体２５の距ｉ！Ｉｄが時間の関数として変化する（第２
図）１通常、距離ｄ ｍａｎは５ないしＩＯＡの範囲、
ｄ、１、は約ｉｏｏ人である。
水晶発振器１０を備え、その出力は（ＧＨｚの範囲が望
ましい）分電器１１に入る１分電器１１の出力の１つで
圧電スタック１２が駆動される。圧電スタック１２は、
これに機械的に接続されるテスト・プローブ２２に機械
的な運動を与える。テスト・プローブ２２は、導体片２
５が形成される試料２４に隣接するよう配置される。圧
電スタック１２の機械的運動に応じた動きがテスト・プ
ローブ先端２３に生じ、テスト・プローブ先端２３と導
体２５の距ｉ！Ｉｄが時間の関数として変化する（第２
図）１通常、距離ｄ ｍａｎは５ないしＩＯＡの範囲、
ｄ、１、は約ｉｏｏ人である。
分電器１１のもう１つの出力は導体１５に供給され、そ
れにより信号発生器２７を起動できる。
れにより信号発生器２７を起動できる。
測定対象の電圧波形は、信号発生器２７によって得られ
、導体２６を通じて試料に接続される。
、導体２６を通じて試料に接続される。
実施例では、分電器から導体１５への出力は分割器１４
へ送られる０分割器１４は、出力導体１５°で１発振器
ｌＯが作る信号の高調波または低調波を出力するよう構
成される。出力導体１５゜の信号は次に１発生器２７の
駆動に用いられる。
へ送られる０分割器１４は、出力導体１５°で１発振器
ｌＯが作る信号の高調波または低調波を出力するよう構
成される。出力導体１５゜の信号は次に１発生器２７の
駆動に用いられる。
第７Ａ図と第７Ｂ図は、分割器１４あるいはこれと同等
の遅延回路の効果を示す０図７Ａ図は。
の遅延回路の効果を示す０図７Ａ図は。
圧電スタック１２すなわちパルス電流列ａないしｅが作
る、時間の関数である距離の変化を示す。
る、時間の関数である距離の変化を示す。
第７Ａ図は測定しようとする試料の波形を示すｍ−電圧
値ＡないしＥ（それぞれパルス電流ａないしｅに対応）
の個数を示している。最大パルス電流ａは、試料２４の
電圧が値Ａのとき得られ、最大電流すは試料の電圧が値
Ｂのとき得られる。以下同様である。最大電流相互の期
間は波形の期間と異なるため、第７Ａ図、第７Ｂ図に示
した５つの測定値は、波形上の異なる点で得られる。こ
の方法により、測定回数を適宜設定でき、波形を正確に
描く包結線が得られる。第７Ａ図はまた。
値ＡないしＥ（それぞれパルス電流ａないしｅに対応）
の個数を示している。最大パルス電流ａは、試料２４の
電圧が値Ａのとき得られ、最大電流すは試料の電圧が値
Ｂのとき得られる。以下同様である。最大電流相互の期
間は波形の期間と異なるため、第７Ａ図、第７Ｂ図に示
した５つの測定値は、波形上の異なる点で得られる。こ
の方法により、測定回数を適宜設定でき、波形を正確に
描く包結線が得られる。第７Ａ図はまた。
相対的な遅延時間（△（ａ）、Δ（ｂ） Δ（Ｃ））
によって異なる試料が得られ波形が描かれる様子も示す
。
によって異なる試料が得られ波形が描かれる様子も示す
。
第６図の実施例では、機械的発振器を測定端に接続する
必要がない、第６図は、第５図と同様、先端２２と試料
２４上に支持される導体片２５との位置関係を示す、た
だし機械的発振器は先端２２に直結されず、分電器の出
力が、試料２４に支持される音響変調器３０に接続され
る。音響変調器３０は試料表面に波の形で機械的な運動
を与える。波は、測定端に対向する試料の部分に達する
と、測定端２２と導体片２５の距離ｄを変える働きをす
る。音響変調器３０と同期をとることで、第５図の場合
と同様に先端２５と試料２４との距離を同じように変化
させることができる。また、第６図の音響変調器は試料
２４に装着されているが、先端２２に装着しても同じ効
果の得られることは明らかである。音響変調器を先端に
装着することで、試料と接触しないようにした手法のメ
リットが生かせる。
必要がない、第６図は、第５図と同様、先端２２と試料
２４上に支持される導体片２５との位置関係を示す、た
だし機械的発振器は先端２２に直結されず、分電器の出
力が、試料２４に支持される音響変調器３０に接続され
る。音響変調器３０は試料表面に波の形で機械的な運動
を与える。波は、測定端に対向する試料の部分に達する
と、測定端２２と導体片２５の距離ｄを変える働きをす
る。音響変調器３０と同期をとることで、第５図の場合
と同様に先端２５と試料２４との距離を同じように変化
させることができる。また、第６図の音響変調器は試料
２４に装着されているが、先端２２に装着しても同じ効
果の得られることは明らかである。音響変調器を先端に
装着することで、試料と接触しないようにした手法のメ
リットが生かせる。
プローブ先端２３と適当な試料の距ｔｌｄを厳密に測定
すれば、実際に測定を行う前に計器を校正できることは
明らかである０発振器を付勢しないでおくと、電流は安
定し従来からの手段で測定される０次に発振器を付勢し
、第１図ないし第５図について述べたように測定を行う
、これら２回の測定から、本発明によるゲートを設けた
測定と安定した測定との相関がわかる。このプロセスを
代表的な距離を変えて繰り返せば、校正曲線が描かれ、
これから一定のゲートを設けた測定について安定した電
流値が得られる。
すれば、実際に測定を行う前に計器を校正できることは
明らかである０発振器を付勢しないでおくと、電流は安
定し従来からの手段で測定される０次に発振器を付勢し
、第１図ないし第５図について述べたように測定を行う
、これら２回の測定から、本発明によるゲートを設けた
測定と安定した測定との相関がわかる。このプロセスを
代表的な距離を変えて繰り返せば、校正曲線が描かれ、
これから一定のゲートを設けた測定について安定した電
流値が得られる。
Ｆ８発明の効果
本発明により、テスト・プローブ先端と試料の距離によ
ってトンネル電流が変化し、テスト・プローブ先端と試
料の距離を変化させる水晶発振器を改良の特徴とするト
ンネル顕微鏡測定回路が提供される。
ってトンネル電流が変化し、テスト・プローブ先端と試
料の距離を変化させる水晶発振器を改良の特徴とするト
ンネル顕微鏡測定回路が提供される。
第１図は、試料とこれに担持されるサンプリング用の導
体に対してテスト・プローブを支持する機械的発振器で
あり、テスト・プローブ先端とサンプリング用導体の距
離ｄを示す図である。 第２図は、時間の関数である距離ｄの変化を示す波形図
である。 第３図は、距離ｄの関数であるトンネル電流の変化を示
す曲線図である。 第４図は、時間の関数である距離ｄの変化によって生じ
１時間の関数であるトンネル電流を示す図である。 第５図は１本発明の構成例を示す図である。 第６図は、本発明のもう１つの実施例を示す図である。 堕７Ａω 飛１戸７７１３国１ゴ 効客’Ｊ８１４文１
ｊ ２と）−１７Ｆヰり孔延ｌ降。知釆Ｓδ＼指７・襲
。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名） ＦＩＧ、４
体に対してテスト・プローブを支持する機械的発振器で
あり、テスト・プローブ先端とサンプリング用導体の距
離ｄを示す図である。 第２図は、時間の関数である距離ｄの変化を示す波形図
である。 第３図は、距離ｄの関数であるトンネル電流の変化を示
す曲線図である。 第４図は、時間の関数である距離ｄの変化によって生じ
１時間の関数であるトンネル電流を示す図である。 第５図は１本発明の構成例を示す図である。 第６図は、本発明のもう１つの実施例を示す図である。 堕７Ａω 飛１戸７７１３国１ゴ 効客’Ｊ８１４文１
ｊ ２と）−１７Ｆヰり孔延ｌ降。知釆Ｓδ＼指７・襲
。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名） ＦＩＧ、４
Claims (3)
- （１）テスト・プローブ先端と試料の距離によってトン
ネル電流が変化するトンネル顕微鏡測定回路において、
テスト・プローブ先端と試料の前記距離を変化させる水
晶発振器を特徴とするトンネル顕微鏡測定回路。 - （２）試料とこれに支持される導体の測定を行うトンネ
ル顕微鏡にして、 発振器駆動信号によって駆動される機械的発振器と、 前記機械的発振器によって生じる運動に応じて前記試料
の導体に近接し離隔するよう支持されるテスト・プロー
ブ先端を持つテスト・プローブと、 前記テスト・プローブ先端の電流を測定する手段とを具
備するトンネル顕微鏡。 - （３）試料とこれに支持される導体の測定を行うトンネ
ル顕微鏡にして、 前記試料の導体に隣接して支持されるテスト・プローブ
先端を持つテスト・プローブと、 前記テスト・プローブ先端の電流を測定する手段と、 前記テスト・プローブ先端と前記試料の導体の距離を変
化させる音響変調器とを具備するトンネル顕微鏡。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/327,863 US5019707A (en) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | High speed waveform sampling with a tunneling microscope |
| US327863 | 1994-10-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285203A true JPH02285203A (ja) | 1990-11-22 |
| JPH0794967B2 JPH0794967B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=23278403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2068511A Expired - Lifetime JPH0794967B2 (ja) | 1989-03-23 | 1990-03-20 | トンネル顕微鏡測定回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019707A (ja) |
| EP (1) | EP0388640B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0794967B2 (ja) |
| DE (1) | DE69003565T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2775464B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1998-07-16 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置 |
| DE4324983C2 (de) * | 1993-07-26 | 1996-07-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Akustisches Mikroskop |
| US5874668A (en) * | 1995-10-24 | 1999-02-23 | Arch Development Corporation | Atomic force microscope for biological specimens |
| KR100421375B1 (ko) * | 2001-01-15 | 2004-03-09 | 제원호 | 고속 주사탐침 현미경용 고주파 진동 탐침 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142202A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-14 | Fujitsu Ltd | 高周波トンネル顕微鏡 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH643397A5 (de) * | 1979-09-20 | 1984-05-30 | Ibm | Raster-tunnelmikroskop. |
| EP0189498B1 (en) * | 1985-01-29 | 1989-05-03 | International Business Machines Corporation | Field-emission scanning auger electron microscope |
| US4665313A (en) * | 1985-06-28 | 1987-05-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for displaying hole-electron pair distributions induced by electron bombardment |
| EP0223918B1 (en) * | 1985-11-26 | 1990-10-24 | International Business Machines Corporation | Method and atomic force microscope for imaging surfaces with atomic resolution |
| US4724318A (en) * | 1985-11-26 | 1988-02-09 | International Business Machines Corporation | Atomic force microscope and method for imaging surfaces with atomic resolution |
| EP0290647B1 (en) * | 1987-05-12 | 1991-07-24 | International Business Machines Corporation | Oscillating quartz atomic force microscope |
-
1989
- 1989-03-23 US US07/327,863 patent/US5019707A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-19 EP EP90103155A patent/EP0388640B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-19 DE DE90103155T patent/DE69003565T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-20 JP JP2068511A patent/JPH0794967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142202A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-14 | Fujitsu Ltd | 高周波トンネル顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69003565T2 (de) | 1994-05-11 |
| EP0388640A3 (en) | 1990-11-22 |
| JPH0794967B2 (ja) | 1995-10-11 |
| EP0388640B1 (en) | 1993-09-29 |
| EP0388640A2 (en) | 1990-09-26 |
| DE69003565D1 (de) | 1993-11-04 |
| US5019707A (en) | 1991-05-28 |
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