[发明专利]电场读/写头及其制造方法、数据读/写装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电场读/写头及其制造方法、以及包括该电场读/写头的数据读/写装置，更特别地，涉及一种能够增大常规硬盘驱动器(HDD)的记录密度的电场读/写头、该头的制造方法、以及包括该电场读/写头的数据读/写装置。

背景技术

HDD被用作计算机的主要存储装置，并且通过旋转数据记录介质和将读/写头悬于其上来操作以读和写数据。常规HDD通常使用磁写入。即，HDD使用磁场来产生多个磁畴，其在磁记录介质上沿第一方向和与该第一方向相反的第二方向磁化。沿第一和第二方向磁化的磁畴分别对应于数据‘0’和数据‘1’。

采用该磁写入方法的HDD在最近数十年中其写入密度已经经历了极大的提高。HDD上的水平磁写入可以产生约100Gb/in²的记录密度，HDD上的垂直磁写入可以产生约500Gb/in²的记录密度。

然而，因为磁场具有基本的环形(loop shape)，所以磁读/写头难以形成强的局部磁场。该基本局限限制了磁写入法增大记录密度的能力。

因此，为了增加传统地使用磁写入法的HDD的记录密度，必须考虑其它写入方法。

近来，已经进行了铁电写入介质(数据利用电场写在其上)和对应的读/写头(电场读/写头)的研究。电场写入方法使用电场在铁电表面上形成沿第一方向和与该第一方向相反的第二方向极化的电畴(electric domain)。沿第一和第二方向极化的电畴分别对应于数据‘0’和数据‘1’。根据电畴的极化方向，该畴上的电场读/写头的电阻改变，使得写在该电畴中的数据可以被识别。

用于该电场写入方法的电场读/写头具有带场效应晶体管通道配置的扫描探针、带电阻尖(resistive tip)的扫描探针等。当扫描探针显微镜(SPM)技术用作上述扫描探针时，可以在电场写入中发出更强和更局部的能量(电场)，由此将记录密度增大到1Tb/in²或者更高。

然而，在基于SPM技术的电场写入方法中，由于尖锐探针和记录介质的表面相互接触，出现了摩擦和磨损的问题。另外，为了使用探针型头来形成紧凑和大容量的数据存储装置，必须制造数千探针阵列，并且写入头必须线性移动以使该数千探针阵列在记录介质上精确地循轨。这里，在写入操作期间，信号必须被单独地应用于每个探针，在读取操作期间，来自于各探针的信号必须被单独地处理。这些限制性因素抑制了使用基于SPM技术的电场写入的紧凑且大容量数据存储装置的实现。

因此，需要使用可以克服使用探针的所述问题的新的读/写头，并且需要具有更安全和可靠的驱动机构的电场写入型数据读/写装置。

虽然上述常规HDD具有可靠性在长期的产品使用中得到证明的驱动机构，但是该机构不适于高密度数据记录。另一方面，虽然使用基于SPM技术的电场写入的数据读/写装置可以产生1Tb/in²或更高的记录密度，但是不易制造和操作它的头结构和驱动系统。

需要应用了电场写入的、没有承担制造具有可靠的驱动系统和1Tb/in²高或更高的记录密度的电场写入型HDD所需的开发费用的HDD驱动系统。为了实现这种HDD，必须首先开发能够悬于记录介质之上且适当地执行读和写的电场读/写头。

发明内容

本发明提供一种在相关领域中能够实现1Tb/in²或更高记录密度，同时克服了基于扫描探针显微镜(SPM)技术的常规电场写入数据读/写装置的不稳定驱动系统的问题、以及继而发生的制造问题的数据读/写装置。

本发明还提供一种电场读/写头和用于上述数据读/写装置的制造方法。

根据本发明的一个方面，提供一种电场读取头，包括：半导体基板，包括面对记录介质的第一表面以及与该第一表面的边缘邻接的第二表面；电阻区域，其是形成为从位于该第一表面的一端的中心部分延伸到该第二表面的低密度杂质区域；以及源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域的两侧并且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域。

该电场读取头还可包括形成在该基板的该第一表面的边缘与该源极区域之间的部分第二表面、以及在该基板的该第一表面的边缘与该漏极区域之间的部分第二表面上的绝缘层。

该电场读取头还可包括形成在该基板的该第一表面的边缘与该源极区域之间的部分第二表面、在该基板的该第一表面的边缘与该漏极区域之间的部分第二表面、以及靠近该基板的该第一表面的边缘的部分源极区域和漏极区域上的绝缘层。