专利名称：具有减少的传导针位置不正的探头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运动介质型存储装置的探头装置，其中精密的探头由静电力或由双压电晶片产生的力带动。更具体地说，本发明涉及一种上述类型的探头装置，其中与所述探头相连的传导针的位置不正可被减到最小或消除。
近些年来，使用精密探头的不同类型的运动介质型存储器件已被提出，用来代替硬盘存储器和半导体存储器件，例如CMOS器件(见日本专利申请公开No.4-98120，J.Sliwa，Jr.，MicrovibratoryMemery Device，日本专利申请公开No.4-289580(U.S.专利No.5216631，
公开日1993年6月)，以及日本专利申请公开No.4-364299)。这种存储装置使用微观技术，其中双压电晶体带动的长扁板形悬臂用作探头。使用这些悬臂进行记录介质中数据的读写。
图1是一种常规的运动介质型存储装置的概貌。图1所示的存储装置由探头装置100，存储器衬底200，控制电路300以及写读电路400构成。许多悬臂形探头101在其末端具有传导针102，被双压电晶片的力带动，并被形成在探头装置100的表面上。存储介质201形成在存储器衬底200的表面上，用于读写的电极202形成在所述存储介质201的下方。探头101被从控制电路300送到所述探头101的信号开动，通过在探头101端部的传导针和电极202之间施加读写电压，进行存储介质201中数据的读写。
如果探头101的长度太短，形成在其端部的传导针102相对于存储介质201的运动距离不能设为大的值。相反，如果探头101的长度太长，则传导针102在垂直于探头101的方向和平行于存储介质201的方向即水平就易于弯曲，从而发生传导针102的位置不正。而且，当探头101被启动时，探头必须沿启动方向弯曲，从而在探头101的长度方向发生传导针102的位置不正。
如果每位的记录区域(面积)被减到一个小的值，由于上述的位置不正就易于发生读写错误，从而使系统可靠性下防降。为了阻止可靠性下降，需要增加记录区域的尺寸。然而，这引起了新的问题，即由于使用这种大的记录区域而阻止了数据记录密度的增加。
本发明提供一种具有减少的传导针的位置不正的探头装置，它可以用于运动介质型存储装置中。本发明提供一种具有精密探头的探头装置，例如用于运动介质型存储装置中，其中当探头被启动时所述探头的传导针的位置不正不易发生。本发明也有利于所述探头的驱动。
这样，本发明通过合适地设计探头的形状和驱动机构，解决上述在用于运动介质存储装置中使用的常规的精密探头中碰到的问题所述的探头装置具有探头组支撑件，其中具有传导针的精密探针被形成在衬底上。该探头装置可用在例如运动介质和存储装置和扫描探头显微镜中。
例如，在探头装置用于存储装置的情况下，存储装置由存储器衬底，探头组支撑件，定位装置，读写电路以及探头驱动装置构成，其中存储器衬底具有形成在其表面上的存储介质，在探头组支撑件中，具有用于读写存储器中数据的传导针的探头形成在衬底上，定位装置被用于使传导针在存储介质的表面上的各个规定位置上定位，使所述的全部传导针同时定位，读写电路用来通过传导针读写存储介质中的数据，探头驱动装置被安装用于每个传导针，并使存储介质的表面和传导针的端部接触。一个单个的探头可安置于一个探头装置中，也可以安装许多探头。
在探头被用于存储装置的情况下，安装许多探头，最好是大量的探头(例如100,000个探头对于一个存储装置)。通过安装大量探头，便可以增加每单位时间可以读写的数据量。探头可以一维排列或两维排列。不过，一般都是两维排列，以便增加记录密度。
探头的主体可由合成杆构成，所述合成杆由连接几个臂形成，所述的臂从探头组支撑件的衬底上伸出，并且所述合成直以平形于所术衬底的表面方向悬于所述衬底的上方。可使用各种形状的零件构成合成杆。例如，所述合成杆可以呈L形，由第一和第二臂构成，具有两个与衬底相连的点作为支撑点。此外，所述合成杆可以呈Y或T形，具有三个支撑点，或大致呈X形，具有四个支撑点。传导针固定在合成杆的适当位置，一般在臂的交点附近，或在与所述交点相应的点上，使得所述传导针垂直于衬底表面。例如，在L形合成杆的情况下，传导针固定在每个L形臂的拐角附近。在合成杆呈X形的情况下，传导针被固定在每个X形臂的交叉点附近。类似地，在合成杆为Y或T形的情况下，传导针被固定在每个Y或T形杆的臂的连接点附近。
探头可以被如此设计，使得所述探头被双压电晶片产生的力启动，或被如此设计，使所述探头被静电力启动。被静电力启动的探头可以比被双压电晶片启动的探头设计成较简单的结构。
在探头电静电力启动的情况下，除衬底之外的部件例如存储器衬底或被测量的材料，可作探头驱动电极，并且可以在所述电极和探头之间产生静电力，此处所用术语，除去在探头应用于存储装置的情况下探头组支撑件的衬底指的是存储介质外，在探头应用于扫描探头显微镜的情况下被测量的材料。
在探头中，连接于探头驱动装置和用于对传导针施加规定电压的电路的连线可用合适的和最佳的方法安装。例如，在合成杆是L形时，系统一般这样构成，使每个合成杆的第一臂具有与探头驱动装置相连的第一连线布置，从而使每个合成杆的第二臂具有和用于对传导针施加规定电压的电路连接的第二连线布置。在这种情况下，电极以及第一臂的第一连线布置借助于合适装置与第二臂的第二连线布置绝缘。在合成杆为X形、Y形或T形的情况下，系统一般这样设计，使得每个杆的至少一个臂具有第一连线布置，并且不具有所述第一连线布置的其它臂的至少一个臂具有第二连线布置。
在探头的由静电力启动的情况下，合成杆可用硅制成。例如，在合成杆为L形时，所述杆可以这样构成，使得每个L形杆的第一臂作为第一连线布置，每个杆的第二臂作为第二引线布置，并通过PNP结或NPN结使所述第一、第二臂彼此隔离。在合成杆为X形、Y形或T形的情况下，可在合适的位置形成隔离部分，一般在X形的情况下在交点附近，或在Y形成T形的情况下在各个臂的连接点附近，借助于PNP结或NPN结形成所述隔离部分。
用来对传导针提供规定电压的电路在本发明应用于存储装置的情况下由读写电路构成。
探头的主体也可以由折迭杆构成，它与所述衬底的表面相平行地悬于探头组支撑件的衬底的上方。在这种情况下，折迭杆的开始端被固定在探头组支撑件衬底的表面上，并且传导针被固定在折迭杆的终端部分。
折迭杆也可以这样构成，使得所述臂具有和探头驱动装置连接的第一连线布置以及和对传导针施加规定电压的电路连接的第二连线布置，并且所述第一、第二连线布置彼此隔离。在这种情况下，折迭臂可以如此构成，使得在具有开始端一侧上的臂和具有终止端一侧上的臂形成电极，用来在所述臂和衬底表面之间或与衬底之外的某部件之间产生静电力，或只使具有终止端的一侧上的臂形成这种电极。
在存储装置的情况下，当探头和各种电路例如读写电路(以后称为W/R电路)和驱动电路形成在同一衬底的表面上时，电路元件例如晶体管这样形成，使得它们具有在探头装置的衬底表面上的厚度。
在用硅作成探头的情况下，必须增加探头端部的运动距离。结果，可能发生下述问题。即，探头由于产生电力而受到探头和存储器衬底之间的引力控制的情况下，驱动力会被减小，因而不能实现良好的控制。因而，在探头被静电力启动的情况下，也能这样构成探头，使得在其中电极具有平行于衬底的叶片的电极板安装在探头主体上，从而使在探头和衬底即存储器衬底或被测量的物质之外的部件之间产生静电吸引。
关于叶片的位置、形状和数据，可以有各种结构。例如，所述叶片可以和探头主体的高度相同，或者可以从探头主体向上突出。此外，所述叶片可以这样形成，使得和探头主体具有相同的宽度，或比探头主体较宽或较窄。此外，在每个探头主体上可以安装单个叶片，或多个叶片。
叶片用于这种探头中是理想的，但也可以用于由单个支点支撑的具有长扁板形悬臂的探头装置中。换句话说，在探头是一种由静电力启动的情况下，探头主体可以如此构成，使它们具有在衬底上的支点，并以平行于所述衬底的方向悬于所述衬底的上方。以平行于所述衬底的表面的方向悬于所述衬底上方的电极板可以固定在所述探头主体上。
在需要增加在常规悬臂探头中的静电吸引的情况下，需要增加探头主体的宽度。然而，在探头主体的宽度增加时，探头主体的弹性常数也增加。结果，不可能获得足够量的弯曲。因为弹性常数大伴随弯曲量的任何改变产生的接触力的改变就大。
然而，在本发明的一个实施例中，探头主体不用作产生静电吸引的电极，也不用作产生静电吸引的主电极。而是使用固定于探头主体的分开的电极作为产生静电吸引的电极。作为这种结构的结果，探头主体的弹性常数和叶片面积可以独立地设计。
类似于上述叶片的效果和优点也可以不使用这种叶片获得，而是通过加宽在传导针的固定位置附近的每个探头主体，或通过缩窄把所述探头主体固定于衬底的区域内的每个探头主体。用这种方式，即使具有小的弹性常数，也可以增加静电力。
在此处说明的本发明使用的探头可以用与用来制造探头驱动电路的过程分开的过程制造，或通过一系列的基于单片半导体处理和微切削加工的处理，和探头驱动电路一块制造。
在本发明用于存储装置的情况下，希望通过单片半导体工艺制造这种探头。作为使用这种工艺的结果，大量的探头和与所述探头有关的电路的制造过程可以常规制造过程大为减化，使得减少存储装置的整个成本。
在使用晶片制造探头的情况下，可以使用具有不同层结构的晶片作为衬底。一般使用的晶片是由硅表面层、氧化硅中间层以及硅垫层构成的晶片，这种晶片可容易地从晶片制造者得到。通过使用这种晶片，可以由硅表面层形成探头主体(杆)。
探头也可以使用块状硅晶片制造。在这种情况下，探头主体一般使用多晶硅制成，多晶硅被层迭在在硅层表面上形成的氧化硅层的表面上。
图1是说明常规探头装置的示意图；图2是说明本发是探头装置的示意图，其中用L形杆作为探头；图3是图2所示一个探头的放大图；图4(A)是电极和探头驱动电路之间的连线的示意图，其中探头由推斥力控制；图4(B)是电极(PW)和电极(PM)之间的连线示意图，其中探头被吸引力控制；图5是按照本发明构成的存储装置的外形图；图6是本发明的实施例中，其中电极(PW)被装在图3所示的探头上。
图7是说明常规探头中所存问题的图；图8是本发明的具有折迭杆形状的探头的图；图9是说明电极(PW)被装在图8所示探头的一个臂上的图；图10是说明具有通过连接图7所示探头中使用的类型的一对折迭杆的各个臂形成的探头的图11说明配备有电极(PW)的探头，其中图6所示的NPN隔离的探头结构应用于图10所示的折迭结构的探头；图12说明具有折迭形状的探头的启动；以及图13说明存储器衬底的一个例子，它具有形成在被用于本发明的存储装置中的其表面内形成的格形槽，其中图13(A)是样品的截面图，图13(B)是样品的平面图。
下面的标号在图中的意义是(1A)半导体表面层，(1B)绝缘中间层，(1C)半导体垫层，(2)探头，(21)探头主体，(21A)国形杆的第一臂，(21B)L形杆的第二臂，(210)P型区，(22)传导针，(22a)传导针的端部，(23)槽，(P1)探头驱动电极，(P3)探头驱动辅助电极，以及(S)探头装置衬底的表面。
图2说明本发明的一个实施例，其中此处披露的探头用于存储装置中。在图2中，探头2成在探头装置1中被形成矩阵。W/R电路31和探头驱动电路32和所述探头2相应，被形成在每个所述探头2的附近。探头2，W/R电路31以及探头驱动电路32构成探头单元4。总线5形成在探头装置1的表面上。W/R电路31和探头驱动电路32和安装在探头装置1周围的电路通过总线5和形成在探头装置1上的端子(图中未示出)交换信号。在探头装置1中，探头2，W/R电路31，探头驱动电路32以及总线5通过单片半导体处理(下面说明)形成。
图2所示的一个探针2在图3中详细示出3。这探头2由包括1A、1B和1C(下面说明)的晶片制造。探头2的主体21由L形杆构成，L形杆包括从探头装置1以悬挂方式突出的第一和第二臂21A和21B。图3中未示出探头主体2的支撑点。
探头主体21这样形成，使得它以在槽23上方悬挂着伸出。半导体垫层1C在槽23的底部露出。两个臂21A和21B由半导体表面层1A1形成。第一和第二臂21A和21B是两个N型半导体。P型区210在第一第二臂21A、21B的边界区域形成，使得第一和第二臂21A、21B彼此接触而又被P型区210彼此隔离。
第一臂21A的垫层构成探头2的驱动电极P1。传导针22在第二臂21B的角上形成。传导针22的端部22a是具有均匀横截面的圆柱体。该端部22a实现和存储介质21的接触(见图5)。
在图3中，面向第一臂21A的半导体垫层1C的暴露的表面部分形成第二极P2。由半导体表面层1A形成的一对辅助电极P3、P3被形成在沿第一臂21A所在侧的槽23的衬底表面S上。
如图4(A)所示，电极P1、P2和P3和探头驱动电路32相连。在图4(A)中，探头驱动电路32如此连接，使得电极P1和P2是负极，并且辅助电极P3是正电极。通过在电极P1、P2和P3之间施加合适的电压V完成所需的控制。
图5说明本发明的存储装置。图5表示上述类型的探头装置1或下述的探头装置1，包括形成在衬底1上的探头单元4和存储衬底7。在图5中，定位装置91用来使探头2(见图2和图3)的各个传导针22定位在形成存储衬底7的表面层的存储介质71上的所需位置上，并且在同时所全部所述的针定位。如果探头装置1和存储衬底7之间的相对运动的最大距离等于传导针22的间距就足够了。
探头2(见图2图3)用定位装置91(图5)定位在规定位置，并由探头驱动电路32进行斥力驱动控制。在探头(图2、图3)中，L形角的部分以两个臂21A和21B的被支撑的部分作为支点被启动。换句话说，传导针32垂直于存储介质71的表面运动，但不平行于所述表面运动。因而，便没有由于探头主体21在平行于衬底表面S的方向上的弯曲而引起的传导针22的位置不正问题。这样，传导针22可被精确地定位。
图5说明存储器衬底的X-Y运动由定位装置91控制的情况。不过，也可这样设计系统，使得探头装置1的X-Y运动被控制。此外，也可这样设计系统，使存储的衬底7沿X方向运动被控制而探头装置1沿Y方向的运动被控制。在图5中，定位装置91是一种概念性表示，和实际的定位装置不同。
在图2中，W/R电路31和探头驱动电路32被安装在接近探头2的位置。因而，这些电路尤其是W/R电路9和探头之间的连线距离极短从而使分布电容和噪声的影响几乎可以忽略。
如图3所示，每个探头2的传导针22通过第二臂21B和相应的W/R电路31(见图2)相连，第二臂21B作为导线和布线(图中未示出)。如果探针主体由层迭结构制成，则可能由于在制造期间探针主体的变形而不能实际应用。然而，因为探针主体21的结构如图3所示，具有单层结构，因而不会发生引起实际应用问题的变形。
在存储器装置中，存储器衬底7可用作通过静电力与探头相互作用的电极。在这种情况下探头借助于所述探头和存储的衬底7之间的静电力受到引力控制。一般地说，探头在引力控制的情况下比在斥力控制的情况下的控制电压较小。
在这种探头主体21(图2、3)的情况下，W/R电路31和探头驱动电路32一般如此形成，它们从衬底S向上突出(见图3)。结果，探头主体21和存储器衬底7之间的距离被增加，从而使得在某些情况下即使探头采用吸力控制也不能达到探头2的良好控制。
在这种情况下，如图6所示，具有平行于存储器衬底7的叶片的电极PW可在探头主体21的端部上面对所述存储衬底7的规定的高度上形成。在这种情况下，(如图6所示)，电极PW被安装在每个探头的第一臂21A上。不过，图3所示的辅助电极P3未被安装。在电极PW和形成在存储器衬底7上的电极PM之间的吸力控制由图4(B)所示的线路装置完成。
图4(B)示出在探头2采用吸力控制的情况下电极PW和PM的极性。电极PW和PM和相应的探头驱动电路32电气相连。在图4(B)中，探头驱动电路32如此接线，使得电极PM是负极而电极PW为正极。通过在PM和PW这间施加合适电压V可以实现所需的控制。通过安装电极PW，可以用小电压控制探头2。
在图3和6所示的使用探头2的存储装置中，W/R电路31和探头驱动电路32安装于探头2附近。因而，分布电容的影响和噪声的响应几乎可以忽略。在使用图3和图6所示的探头2的存储装置中，每个探头的第二臂21B与第一臂21A在空间上分开。因而，在作为连线的第二臂21B中发生的杂散电容几乎可以忽略。
显然，图6所示的探头2可根据本发明的说明由在微切削技术和半导体器件制造技术领域的人员容易地制造，如本申请人在日本专利申请(Mitsuchika，Saito，You-Wen Yi，A Memory Device，Hewlett-Packard Company docket number 1094596-2)。
关于图3和6所示的探头2，在探头2被启动时，可能发生在平行于衬底表面S的方向传导针端部22a位置不正的情况下(图7(i)和(ii)。图7(i)表示图3的探头2在驱动以前的情况，而图7(ii)表示所述探头2在驱动以后的情况。
在某种程度上，这种位置不正可以预测并可以补偿。然而，当所述的位置不正成为一个问题时，可以由包括臂211和212的折迭杆构成探头主体21，如图8所示。
在图8中，臂211的最终的端部被固定在探头装置1的衬底上，并且探头主体21被这样形成，使其以悬挂的方式从衬底表面S突出。在本发明的一个实施例中，衬底S由绝缘的中间层1B的平面构成。传导针22被这样固定到折迭杆的另一个终端部分的端部，使得所述针面向存储器衬底7(见图5)。每个传导针22的端部22a以具有均匀横截面的圆柱体形成。探头主体21具有半导体层a，它由半导体表面层1A形成，并与探头驱动电路32相连(见图2，图5)，以及绝缘层6，它形成在所述半导体层a的顶上。金属布线层C形成在所述绝缘层b的表面上。传导针22和W/R电路31(见图2)用该金属布线层C电气相连。
探头主体21被如此形成，使其在槽23上方以悬挂方式突出。半导体垫层1C被暴露在槽23的底部。该半导体垫层1C和半导体电极层a由绝缘中间层1B彼此绝缘。半导体层a形成驱动电极P1，槽23的底面，即半导体层1C的暴露的表面，形成驱动电极P2。由上述半导体表面层1A制成的辅助电极P3沿槽23的长度部分形成在衬底表面上。
图9表示电极PW被安装于探头主体21的臂212上的情况(如图8所示)。半导体层a在探头2的终端露出，传导针22形成在所述露出部分上。在这种情况下，不安装辅助电极P3(图8)。
图10表示一种探头2，这具有由连接一对如图9所示的折迭杆的各个臂的端部所形成的左右对称的形状。该探头主体由臂211，212213和214构成，它们平行于探头衬底1的衬底表面S以悬挂的方式伸出。臂211和212彼此平行臂213和214彼此平行。探头主体21由臂211-214构成。由臂211的213构成的L形杆的角部被固定在探头装置1的衬底上。传导针22被固定在由臂212和214形成的L形杆的角部。电极P1形成在各个臂211-214的下表面上。用于连接传导针22和W/R电路的金属布线层C被安装在各个臂211-214上。
图11表示具有电极的探头2，其中图6所示的探头的NPN隔离结构被应用于图10所示的折迭结构的探头上。电极PW使用所述电极和存储器衬底7之间的静电力(图5)实现吸力控制。在具有例如图9图10所示的迭层结构的探头主体的情况下，在制造期间可能发生变形，从而不能实际应用。然而如图11所示的探头主体21具有单层结构。因而，正如图6所示的探头的情况，没有成为实际应用问题的任何变形发生。
借助于形成如图8-11所示的折迭杆形的探头，可以这样构成系统，使得传导针22a的位置不正或多成少地被消除，而不管探头主体21的运动程度如何(如图12(i)和(ii)所示，其中图12(i)表示图8的探头2在驱动前的情况，图12(ii)表示所述探头2在驱动后的情况)。
用于存储装置的存储器衬底2可用各种方法制造。例如，具有在表面上形成有存储介质21的扁板形衬底，或在所述扁板形存储介质中形成有格形槽的衬底都可使用。
图13(A)和13(B)分别为样品的截面图和平面图，表明具有在其表面内形成有格形槽的存储器衬底7的一个例子，并且可被用于本发明的存储装置中。存储器衬底7Si衬底具有大约10到100μm的厚度，并形成大约每边1cm的方砖(tile)。该存储器衬底7通过层迭衬底72和存储介质71形成。在所述衬底7的整个表面上在存储衬底7中形成有分开的槽73。
一般地说，如果存储器衬底太薄则由在制造期间由所述衬底的热膨胀或热收缩引起的变形易于发生。然而，因为存储器衬底(图13(A)和(B)所示)在其表面上具有分开的槽73，因而即使所述存储的衬底7是薄的也不会引起变形。因而，在定位装置91(见图5)移动存储器衬底7的情况下，由于重量的减少使得能够实现所述存储器衬底7的高速运动。槽73可通过例如光刻以及蚀刻的方法形成。
一般希望分开的槽73这样被形成，使所述槽73位于存储介质71的各个记录区域的边界上，所述的每个记录区域是由一个探头存取的区域。如果分开的槽73的角度太长，则不能使变形减少到所需的程度。所述分开的槽73一般形成在所有记录区域的边界上。如果分开的槽73的间隔太小，则不可能使分开的槽73位于相邻的记录区域的边界上。
在由在制造期间的热膨胀或热收缩引起的变形成为问题的情况下，分开的槽73可以这样被形成，使得所述槽73的深度等于存储衬底7的厚度的一半或一半以上。
这里的探头发明具有一探头组支撑件，在所述支撑件中具有传导针的探头被形成在衬底上。探头主体由合成杆构成，借助于连接多个从探头组支撑件的衬底伸出的臂形成所述合成杆，它以平行于所述衬底平面的方向悬在所述衬底上方。传导针被垂直于衬底平面固定在每个合成杆的某点上。
本探头发明包括至少下述的最佳配置
·一种探头装置，其中至少一个组成每个合成杆的臂具有第一线路设置，它与探头驱动装置相连；至少一个每个合成杆的其它臂具有第二线路设置，它与用来向传导针施加规定电压的电路相连；并且第一线路设置和第二线路设置互相绝缘。
·一种探头装置，其中第一臂或所有臂具有在所述臂与和第一线路设置相连的衬底之间的产生静电力的电极，该电极或者在所述臂和不是所述衬底的部件之间产生静电力。
·一种探头装置，其中合成杆由硅构成，第一臂(或多个臂)作为第一线路设置；其它臂(或多个臂)作为第二线路设置；并且第一臂(或多个臂)以及其它一个臂(或多个臂)由PNP结或NPN结彼此隔离。
·一种探头装置，其中合成杆由大致呈L形的杆构成，每个L形杆包括第一臂和第二臂，它们平行于探头组支撑件的衬镀的平面以悬挂方式伸出；位于L形杆的拐角部分的所述臂的相对端的第一第二臂的端部被固定于探头组支撑件上；并且传导针被固定于L形杆的拐角部分，使所述针垂直于衬底平面。
·一种探头装置，它具有探头组支撑件，在所述支撑件中具有传导针的探头形成在基片上；探头的主体由折迭杆构成，折迭杆平行于所述衬底表面悬挂于探头组支撑件衬底的上方；折迭杆的开始的端部被固定在探头但支撑件的衬底的表面上；传导针被固定于折迭杆的终端部分。
·一种探头装置，其中折迭臂具有第一线路设置，它与探头驱动装置相连，以及第二线路设置，它与给传导针提供规定电压的电路相连；并且第一线路设置和第二臂的第二线路位置绝缘。
·一种探头装置，其中在具有开始端的一侧上的臂和在具有终止端一侧上的臂都具有电极，用来在所述臂和衬底平面之间或和某个不是衬底的构件之间产生静电力，或只在具有终止端的一侧上的臂上具有这种电极。
·一种探头装置，其中除衬底之外的部件以及探头通过静电力相互作用。
·一种探头装置，其中电极具有带有平行于衬底的叶片的电极板，所述电极板和除衬底之外的部分发生静电相互作用。
·一种探头装置，其中被固定在衬底上的探头部分具有窄的宽度，或者在其上形成有传导针的部分具有宽的宽度。
·一种探头装置，其中衬底由晶片制造，所述晶片包括半导体表面层，绝缘中间层和半导体垫层，并且探头主体由所述晶片的半导体表面层形成。
按上述结构，本发明至少具有以下优点·当探头被启动时不易发生传导针的位置不正，因而，可靠性高。尤其是本发是用于存储装置的情况下，记录区(每位的面积)可以减小，因而比使用长的扁板形悬臂的常规的存储装置可以增加记录密度。
·因而本发明中可以使用由静电力启动的探针或由压电力启动的探头，所以增加了探头设计的自由度。
·在探头由静电力启动的情况下，所述探头可由在所述探头和除所述探头的衬底例如存储器衬底之外的部件之间产生的静电力启动。因而，可以增加探头驱动力。具体地说，借助于在探头上安装电极，即使在各种电路从探头装置的衬底表面凸出的情况下也能确保足够的驱动力。
在本发明应用于存储装置的情况下，使用合成杆(例如由第一第二臂构成的L形杆)可以这样构成系统，使得进行数据传送的连线(例如在L形杆情况下的每个杆的第二臂)和具有驱动电极的每个探头的臂(例如L形杆情况下的每个杆的第一臂)在空间上彼此分开。在这种情况下，在用于读写数据的引线和电极之间的杂散电容可以减到最小。
虽然本发明参照实施例进行了说明，本领域的技术人员容易理解，不脱离本发明的构思可以做出各种改型，因而，本发明只被下面所附的权利要求所限定。
权利要求
1.一种具有减少的传导针位置不正的探头装置，包括探头组支撑件，其具有一个衬底表面，在其上形成具有传导针的探头；其中所述探头的主体由合成杆构成，所述合成杆通过连接从所述探头组支撑件的所述衬底延伸的几个臂形成，并且它沿平行于所述衬底的表面方向悬挂在所述衬底上方；以及其中所述传导针垂直于所述衬底表面固定在至少一个所述合成杆的一点上。
2.一种具有减少的传导针位置不正的探头装置，包括探头组支撑件，其具有一个衬底表面，在其上形成具有传导针的探头；其中所述探头的主体由折迭杆构成，它沿平行于所述衬底表面的方向悬挂于所述探头支撑件衬底表面的上方；其中所述折迭杆的开始端部分被固定在所述衬底表面上；以及其中所述传导针被固定在所述折迭杆的终止端部分。
3.一种探头装置，包括探头组支撑件，在其中具有传导针的探头形成在衬底上；其中所述探头的主体由合成杆制成，所述合成杆通过连接从探头组支撑件的衬底延伸的几个臂形成，并且它以平行于所述衬底的表面方向悬挂于所述衬底的上方；以及其中所述传导针被垂直于衬底表面固定在每个所述合成杆上的一点上。
4.如权利要求，的探头装置，其中至少一个组成每个合成杆的臂还包括与探头驱动装置相连的第一线路设置；以及其中至少每个合成杆的其它臂的一个还包括与用来为所述传导针施加规定电压的电路相连的第二线路设置；其中所述第一线路设置和所述第二线路设置彼此绝缘。
5.如权利要求3的探头装置，其中所述第一臂还包括在所述臂和衬底之间产生静电力的电极，所述电极或者与第一线路设置相连或者连接在所述臂和不是所述衬底的一个部件之间。
6.如权利要求5的探头装置，其中所述合成杆由硅制成，并且还包括作为所述第一线路设置的第一臂；以及作为第二线路设置的第二臂；其中所述第一臂和所述第二臂由PNP结或NPN结彼此隔离。
7.如权利要求3的探头装置，其中所述合成杆由大致为L形的杆构成，每个杆包括第一臂和第二臂，它们平行于探头组支撑件的衬底表面以悬挂的方式伸出；其中位于L形杆的拐角的所述臂的相对端的第一第二臂的端部被固定在探头组支撑件的衬底上；以及其中所述的传导针被固定在所述L形杆的拐角处，使所述传导针与衬底表面垂直。
8.一种探头装置，包括探头组支撑件，在其中具有传导针的探头被形成在衬底表面上；其中所述探头的主体由折迭杆构成，它以平行于所述衬底表面的方向悬挂于探头组支撑件上方；其中所述折迭杆的开始端部分被固定在探头支撑件的衬底的表面上；以及其中所述传导针被固定在所述折迭杆的终止端部分。
9.如权利要求8的探头装置，其中所述折迭臂还包括和探头驱动装置相连的第一线路设置；以及和用于对传导针施加规定电压的电路相连的第二线路设置；以及其中所述第一线路设置和所述第二臂的第二线路设置彼此绝缘。
10.如权利要求9的探头装置，其中在具有开始端的一侧的臂和具有终止端一侧的臂还包括用来在所述臂和衬底表面或衬底之外的部件之间产生静电力的电极，或只在具有终止端的一侧上的臂具有这种电极。
11.如权利要求9的探头装置，其中在具有终止端一侧的臂还包括用来在所述臂和在衬底的表面或和所述衬底之外的部件之间产生静电力的电极。
12.如权利要求8的探头装置，其中所述衬底之外的部件和所述探头通过静电力相互作用。
13.如权利要求12的探头装置，还包括具有带有平行于衬底的叶片的电极板的电极，其中所述的电极板和所述衬底之外的部件通过静电相互作用。
14.如权利要求12的探头装置，其中所述被固定在所述衬底上的探头部分用窄的宽度形成，或在其上形成有传导针的探头部分具有宽的宽度。
15.如权利要求12的探头装置，其中所述在其上形成所述传导针的探头部分具有宽的宽度。
16.如权利要求8的探头装置，其中所述衬底由晶片制造，所述晶片包括半导体表面层，绝缘中间层以及半导体垫层，并且其中所述探头包括由所述晶片的所述半导体表面层形成的主体。
全文摘要
一种探头装置，包括具有衬底的探头组支撑件，在所述衬底上形成具有传导针的探头。探头的主体由合成杆例如L形杆构成，所述L形杆通过连接几个臂例如从探头组支撑件的衬底伸出的第一，第二臂形成，它沿平行于衬底表面的方向悬挂于衬底上方。传导针垂直于衬底表面被固定在每个合成杆上的一个选择点上。
文档编号G11B9/00GK1145487SQ9512038
公开日1997年3月19日 申请日期1995年10月28日 优先权日1994年10月28日
发明者M·斋藤, Y·W·伊 申请人:惠普公司