コンダクティブ AFM プローブ

当初、開発された最初の走査型プローブ技術は、導電性プローブを使用していました。走査型トンネル顕微鏡(STM)は、タングステンワイヤなどで作られたSTM探針と表面の間のトンネル電流を制御しサンプル表面全体を走査します。原子分解能でサンプル表面を画像化する技術で、1986年にノーベル物理学賞を受賞しました。原理上の大きな制限は、走査型トンネル顕微鏡が導電性表面のみに限定されていたことです。

STMはの用途の一つは、サンプルの表面形状を取得することです。導電性サンプルの表面という限定を取り払うために、走査型または原子間力顕微鏡(AFM)が開発されました。 その後、AFMのオプションとして多くの特性評価方法が開発され、表面の電気的特性にも焦点が当てられました。

一般に、AFMのプローブは、単結晶シリコンもしくは、窒化シリコン膜を堆積させることで作られます。これらの材料は絶縁性であるか、もしくはすぐにその表面に絶縁性酸化膜を形成します。そこで、サンプルの電気特性を測定する際には、AFMプローブには通常導電性材料コーティングを行います。さまざまなコーティング材料が使用されますが、用途に応じて、プラチナ(通常、ある程度の硬さを持たせるため95%Ptと5%Irの合金が使用されます)や、プラチナシリサイド、コバルト合金、ダイヤモンドが使用されます。

導電性AFMプローブを使用するAFMアプリケーションは、主に2つの分野に分けられます。1つは、AFMプローブを表面に接触させ電流を測定する方法、そしてもう一つが、リフトモードを使った電位測定です。コンダクティブAFMc-AFMはコンタクトモードで実行されます。基本的に、導電性コーティングされたAFMプローブをサンプル表面と接触させて、バイアス電圧をAFM探針とサンプルの間に印加します。測定された電流は、スキャンされた領域の電気的特性に関する情報を提供します。この方法では、ユーザーにより定義された力がAFM探針に加わりますので、この用途に使用される導電性コーティングは、耐摩耗性が要求されます。 

走査型静電容量顕微鏡(SCMは、半導体サンプルのキャリア濃度をマッピングするために使用されます。原理は、導電性AFM探針をコンデンサの「金属」部分と使用して局所的に金属-酸化物-半導体(MOS)コンデンサ構造を形成してサンプルの評価を行います。DC電圧とAC電圧を重畳印加することにより、ドープタイプとドープ量を分析できます。通常、中程度のばね定数のAFMカンチレバーが使用されます。これは、安定したコンタクトフォースを確保し一定の接触面積を確保するためです。ダイヤモンドやプラチナシリサイドなどの耐摩耗性コーティングは、様々なタイプのAFMカンチレバーのSCMアプリケーションに使用されます。走査型静電容量顕微鏡法には、CDT-CONTRまたはPtSi-CONTCDT-FMRまたはPtSi-FMCDT-NCHRまたはPtSi-NCH、およびAll-In-One-DDAFMプローブをお勧めします。

 導電性AFMc-AFM)、トンネリングAFMTUNA)、I-Vスペクトロスコピー:バイアス電圧をAFM探針もしくはサンプルに印加することで、局所的な導電率またはその変化を観察できます。 c-AFMとTUNAの原理は同じであり、c-AFMがより一般的なモードで、一方TUNAは絶縁層の特性評価に使用されています。 c-AFMでは通常、ある狭い範囲の電流しか観察できませんが、TUNA電流の範囲は、非常に低いトンネリング電流から絶縁層破壊電流まで幅広く観察可能です。さらに、絶縁層の特性評価はさまざまな方法で実行できます。探針をあるポイントに停止させた状態で一定のバイアス電圧を印加するほか、印加電圧を上昇させることによっても評価を行います。この手法はI-V-Spectroscopyと呼ばれます。繰り返しになりますが、c-AFMおよびTUNAアプリケーションでは、サンプルに応じて、適切なAFMカンチレバーにドープされたダイヤモンドプラチナシリサイドなどの耐摩耗性に優れた導電膜コーティングをしたプローブが選択されます。

走査拡散抵抗モード(SSRM:半導体におけるドーパントやp-n接合の位置に関する情報を取得する2つ目の方法はSSRMです。マクロスコピックな手法では、ある半径の先端を持つニードル2本をある間隔で自然酸化物を通して半導体に押しつけます。定義された電圧を印加し電流が測定されます。通常、サンプル表面は非常に浅い角度で面出ししているため、高い空間分解能が得られます。一方、SSRMでは、AFM探針の先端曲率半径が小さいため、サンプルの準備(面出し)は必要ありません。走査拡散抵抗モードは、サンプルの断面に対して実行されます。酸化層を貫通するには、非常に高いばね定数を持つAFMカンチレバーが必要です。ダイヤモンド導電性コーティングだけがSSRMの高い力に耐えることができます。通常、SSRMにはCDT-NCHRDDESP、またはAll-In-One-DDが使用されます。 

サンプルと接触して実行されるc-AFMアプリケーションとは対照的に、いわゆるリフトモード技術では、最初のラインスキャンで表面形状を記録し、その後のリトレースでサンプルから離れた位置におけるサンプルの電荷とAFMプローブの電荷による相互間力を記録します。これらのアプリケーションでは、中程度のばね定数のAFMカンチレバーが使用されます。これはACモードまたはタッピングモードでの正確な形状測定と、AFMチップとサンプル間の電界の変化検出を両立できるばね定数です。これらの測定モードの摩耗は比較的小さいため、ここでは白金またはプラチナシリサイドなどの導電性の高い材料をコーティングとして使用します。

電気力顕微鏡(EFMはトレーススキャンでACまたはタッピングモードを使い表面形状を取得した後、AFM探針を規定した高さ引き上げリトレースします。バイアスされた導電性AFMプローブの電荷とサンプルの電荷が、静電気力として相互作用します。電荷分布が変化すると、電気力の勾配が変化し、AFMカンチレバーが曲がります。これをディフレクションレーザーで検出します。ケルビンプローブフォース顕微鏡(KPFM)は、KPFMはEFMと同様の動作を行い、サンプルの仕事関数に関する情報を取得します。探針に交流電圧とオフセット電圧を印加し、カンチレバーの共振周波数の変調成分がゼロとなるように探針側のオフセット電圧を制御しながらスキャンを行います。すべてのリフトモード技術、静電力顕微鏡法、およびケルビンプローブフォース顕微鏡法では、中程度のばね定数のソフトタッピングまたはフォースモジュレーションAFMカンチレバーにプラチナまたはプラチナシリサイドなど低抵抗率材料をコーティングしたAFMプローブが推奨されます(PtSi-FMPPP- EFMEFMElectriMulti 75)。

82 製品が要求仕様にマッチしました
最高品質
CDT-FMR

CDT-FMR

ダイヤモンドコート 導電性フォースモジュレーションAFMプローブ
コーティング: ダイヤモンド,導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 105 kHz
C 6.2 N/m
L 225 µm
最高品質
PPP-EFM

PPP-EFM

電気測定 フォースモジュレーションモードAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 2.8 N/m
L 225 µm
ATEC-EFM

ATEC-EFM

ティップを視認できる 導電性ラテラル、フォースモジュレーションモードAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 視認
AFM カンチレバー
F 85 kHz
C 2.8 N/m
L 240 µm
PtSi-CONT

PtSi-CONT

電気測定用 コンタクトモードAFMプローブ
コーティング: 全面白金シリサイドコート
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 13 kHz
C 0.2 N/m
L 450 µm
産業向けスタンダード製品
NW-CDT-FMR

NW-CDT-FMR

ダイヤモンドコート フォースモジュレーションAFMプローブ

コーティング: ダイヤモンド,導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 105 kHz
C 6.2 N/m
L 225 µm
ARROW-EFM

ARROW-EFM

ティップをカンチレバー先端に配置した、電気測定用、フォースモジュレーションAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: アロー
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 2.8 N/m
L 240 µm
産業向けスタンダード製品
EFM

EFM

電気測定 フォースモジュレーションAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 2.8 N/m
L 225 µm
コストパフォーマンス
HQ:NSC18/Pt

HQ:NSC18/Pt

電気測定 フォースモジュレーションモードAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 反転
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 2.8 N/m
L 225 µm
コストパフォーマンス
240AC-PP

240AC-PP

ティップをカンチレバー先端に配置した電気測定用 フォースモジュレーションAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: OPUS
AFM カンチレバー
F 70 kHz
C 2 N/m
L 240 µm
高コストパフォーマンス
ElectriMulti75-G

ElectriMulti75-G

電気測定用 フォースモジュレーションモードAFMプローブ

コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 反転
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 3 N/m
L 225 µm
最高品質
PtSi-FM

PtSi-FM

電気測定用 フォースモジュレーションモードAFMプローブ
コーティング: 全面白金シリサイドコート
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 75 kHz
C 2.8 N/m
L 225 µm
CDT-CONTR

CDT-CONTR

ダイヤモンドコート 導電性コンタクトモードAFMプローブ
コーティング: ダイヤモンド,導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 20 kHz
C 0.5 N/m
L 450 µm
DDESP

DDESP

ダイヤモンドコート 導電性タッピングモードAFMプローブ

コーティング: ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 400 kHz
C 80 N/m
L 125 µm
DDESP-FM

DDESP-FM

ダイヤモンドコート 導電性フォースモジュレーションAFMプローブ

コーティング: ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 105 kHz
C 6.2 N/m
L 225 µm
OSCM-PT

OSCM-PT

ティップをカンチレバー先端に配置した電気測定用フォースモジュレーションAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: OPUS
AFM カンチレバー
F 70 kHz
C 2 N/m
L 240 µm
HQ:NSC35/Pt

HQ:NSC35/Pt

3本の異なるプローブが付いた電気測定用タッピングモードAFMプローブ
コーティング: 導電性
AFMティップ形状: 反転
AFM カンチレバー: 3つ
F 205 kHz
C 8.9 N/m
L 110 µm
F 300 kHz
C 16 N/m
L 90 µm
F 150 kHz
C 5.4 N/m
L 130 µm
高コストパフォーマンス
All-In-One-DD

All-In-One-DD

ダイヤモンドコート導電性AFMプローブ 4本タイプ

コーティング: 導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 反転
AFM カンチレバー: 4
F 19 kHz
C 0.5 N/m
L 500 µm
F 110 kHz
C 6.5 N/m
L 210 µm
F 200 kHz
C 18 N/m
L 150 µm
F 450 kHz
C 100 N/m
L 100 µm
PtSi-NCH

PtSi-NCH

電気測定用 タッピングモードAFMプローブ
コーティング: 全面白金シリサイドコート
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 330 kHz
C 42 N/m
L 125 µm
CDT-NCHR

CDT-NCHR

ダイヤモンドコート 導電性タッピングモードAFMプローブ
コーティング: ダイヤモンド,導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 400 kHz
C 80 N/m
L 125 µm
CDT-NCLR

CDT-NCLR

ダイヤモンドコート 導電性タッピングモードAFMプローブ ロングカンチレバー
コーティング: ダイヤモンド,導電性ダイヤモンド
AFMティップ形状: 標準
AFM カンチレバー
F 210 kHz
C 72 N/m
L 225 µm
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