電學測試鎢探針製備方法

隨著半導體積體電路集成度的提高，器件尺寸不斷縮小，目前主流半導體電晶體已經達到了22納米的特徵尺寸或更小。為了測量單個小尺寸器件的電學特性，需要與器件接觸的鎢金屬探針直徑足夠小。

但電晶體是四端器件，在測量時，在很小的區域內需要四根金屬探針仍然有足夠的空間移動自由，這就需要金屬探針的長徑比（長度/直徑）足夠大。例如長徑比小（3:1）的探針，在小區域移動過程中，會碰到其它金屬探針，造成短路，從而無法進行正常的電學測量。

目前製備鎢針尖的主流方法電化學腐蝕法。電化學腐蝕技術通常依賴於將要製備的探針鎢絲浸入電解液中，並在同樣位於電解液的陰極電極（通常是不銹鋼）與鎢絲之間施加電壓。在施加電壓時，鎢絲位於電解液和空氣之間的邊界層隨著時間的推移逐漸脫落，直到此部分變得非常細的時候，仍然浸入在電解液的鎢絲由於太重而自行脫落。然後，流經鎢絲和電解質溶液的電流迅速斷開從而阻止繼續腐蝕鎢絲。留下的上端鎢絲可做探針。在另一種腐蝕方法中，使用很小的環形電極，鎢絲穿過該環形電極。電解液被滴在環形電極內表面上，這樣只有電解液薄膜區域會發生腐蝕反應。經過一段時間，在電解液薄膜區域的鎢絲會變得非常細，下端由於重力原因自行脫落，下端的鎢絲可做探針。

儘管以上所描述的方法是用於製造原子級別尖端，但是長徑比往往很小，因為只有電解液介面的幾個微米的部分被腐蝕，錐角的變化是突變的。為了製備長徑比大的鎢探針，需要一種新的方法對鎢絲更長的區域進行腐蝕，而且要保證錐角變化連續。

近來也有學者提出了更好的鎢針尖改進方法，新方法通過電化學腐蝕鎢絲獲得鎢探針，其中鎢絲作為陽極並浸泡在電解液中，當通過鎢絲的電流降低至20mA時，開始提升鎢絲；當鎢絲被腐蝕斷開的瞬間，反向電流使鎢絲作為陰極，並提升鎢絲離開電解液，獲得鎢探針。

與現有技術相比，新技術能製備大長徑比的鎢探針；同時通過檢測鎢絲斷開時的反向電流，即可預估鎢探針的尖端錐角，從而節省了傳統的後續需要電子掃描顯微鏡觀察確認的時間和成本。

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