原位AFM自感应PRC力传感器读数漂移的有源漂移抑制法

作     者：唐飞扬 谷森 陈俊 胡志平 孟庆林 汝长海 Tang Feiyang;Gu Sen;Chen Jun;Hu Zhiping;Meng Qinglin;Ru Changhai

作者机构：苏州大学机器人与微系统研究中心江苏苏州215021 多伦多大学机械与工业工程学院加拿大多伦多M5S2E8 江苏省先进机器人技术重点实验室江苏苏州215123 

出 版 物：《半导体技术》 (Semiconductor Technology)

年 卷 期：2020年第45卷第3期

页      面：229-235页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61774107) 

主　　题：有源漂移抑制法 原位原子力显微镜(AFM) 扫描电子显微镜(SEM) 自感应压阻式微悬臂梁(PRC)力传感器 聚焦电子束 p沟道结型场效应晶体管(JFET)模型 

摘      要：为解决面向扫描电子显微镜(SEM)的原位原子力显微镜(AFM)工作时SEM的聚焦电子束引起原位AFM自感应压阻式微悬臂梁(PRC)力传感器读数持续漂移的难题,首先建立原位AFM自感应PRC力传感器的p沟道结型场效应晶体管(JFET)读数漂移模型,分析SEM聚焦电子束对自感应PRC产生干扰的原因;然后提出了基于原位AFM自感应PRC力传感器p沟道JFET模型的有源漂移抑制法,即先对自感应PRC的栅极进行导电连接,再通过控制施加在自感应PRC栅极上的补偿电压消除SEM聚焦电子束对自感应PRC的干扰。实验结果表明,当补偿电压从未施加上升至40 V时,原位AFM自感应PRC力传感器读数的漂移率从约13 nm/min下降到1 nm/min左右,同时对自感应PRC及其信号调理电路均无损伤。该方法能有效消除SEM聚焦电子束对原位AFM自感应PRC力传感器的影响。