專利名稱：半導(dǎo)體探頭以及采用其寫入和讀取信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于掃描探頭顯微術(shù)(SPM)的半導(dǎo)體探頭以及采用所述半導(dǎo)體探頭寫入和讀出信息的方法，更具體而言，涉及一種具有能夠調(diào)整尖端和媒質(zhì)之間的接觸力的懸臂結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體探頭以及采用所述半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法。
背景技術(shù)：
探頭應(yīng)用于各種SPM技術(shù)當(dāng)中。例如，探頭應(yīng)用于掃視透射式顯微鏡(STM)，其通過檢測視探頭和樣品之間的電壓差而定的電流讀取信息；原子力顯微鏡(AFM)，其利用探頭和樣品之間產(chǎn)生的原子力；磁力顯微鏡(MFM)，其利用樣品的磁場和被磁化的探頭之間產(chǎn)生的力；掃描近場光學(xué)顯微鏡(SNOM)，其改善了由可見光的波長引起的分辨率限制；靜電力顯微鏡(EFM)，其利用樣品和探頭之間產(chǎn)生的靜電力；等等。最近，開發(fā)出了一項(xiàng)利用STM寫入/讀取信息的技術(shù)。在幾十年的時間內(nèi)，諸如硬盤驅(qū)動器的典型磁寫入/讀取裝置的記錄密度一直在急劇增大。此外，由于優(yōu)化了頭和磁盤之間的界面的摩擦特性，實(shí)現(xiàn)了寫入/讀取裝置的高可靠性。例如，在縱向磁記錄中取得了100Gbit/in2的記錄密度，在垂直磁記錄中取得了100Gbit/in2以上的記錄密度。但是，由于超順磁性的限制，磁記錄技術(shù)在提高記錄密度方面受到了制約。隨著能夠利用極為尖銳的探頭尖端對表面屬性進(jìn)行納米級測量的SPM的提出，預(yù)計(jì)將使Tbit/in2級的記錄密度成為可能。由于采用SPM的記錄技術(shù)具有降低寫入/讀取裝置的尺寸的優(yōu)點(diǎn)，因此其作為下一代記錄技術(shù)而嶄露頭角。但是，與探頭尖端和記錄媒質(zhì)之間的界面摩擦特性相關(guān)的可靠性是一項(xiàng)有待解決的技術(shù)問題。
圖1是說明根據(jù)相關(guān)技術(shù)由懸臂的彎曲產(chǎn)生的，在探頭中起著接觸力作用的機(jī)械力的示意圖。探頭包括尖端3和懸臂5。尖端3利用懸臂5的彎曲接觸媒質(zhì)7。就此而言，彎曲程度根據(jù)所需的接觸力確定。例如，在采用具有電阻性(resistive)尖端的半導(dǎo)體探頭實(shí)施信息的寫入和讀取時，需要較高的接觸力才能利用所施加的值較小的電壓穩(wěn)定地寫入和讀取信息。
就此而言，當(dāng)接觸力僅由機(jī)械力決定時，問題在于，寫入過程中施加的接觸力與復(fù)制過程中施加的接觸力相同。在提高接觸力以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定寫入時，探頭尖端可能被磨損。特別地，在采用諸如PbZrTio(PZT)的鐵電體作為記錄媒質(zhì)時，提高了記錄媒質(zhì)的表面硬度。在這種情況下，進(jìn)一步增大了尖端的磨損。在采用極為尖銳的尖端時，增大了尖端與媒質(zhì)的接觸壓力。在這種情況下，尖端可能易于損壞，磨損產(chǎn)物的量增大，引起污染。一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明，在沿滑移方向?qū)⒓舛嗽O(shè)計(jì)成鈍頭時，降低了尖端的磨損速度。但是，在這種情況下，降低了記錄密度。因此，為了提高尖端的接觸力，必須在考慮記錄密度、滑動速度和媒質(zhì)材料的情況下優(yōu)化尖端的設(shè)計(jì)。為了確保尖端的耐磨損，可以采用諸如金剛石的保護(hù)材料包覆尖端或媒質(zhì)。韓國公開專利No.1999-069113公開一種采用金剛石包覆尖端的方法。但是，在利用鐵電體寫入和讀取時，在尖端或媒質(zhì)上包覆不同材料劣化了寫入/讀取性能。在響應(yīng)適于穩(wěn)定寫入的接觸力而確定懸臂的彎曲時，由于尖端磨損的惡化，將導(dǎo)致寫入和復(fù)制屬性的劣化。在根據(jù)能夠使尖端的磨損降至最低的接觸力確定懸臂的彎曲時，所導(dǎo)致的不穩(wěn)定記錄劣化了寫入/讀取性能。因此，必須在考慮上述問題的情況下，適當(dāng)確定尖端和媒質(zhì)之間的接觸力。但是，如上所述，當(dāng)接觸力僅由(例如)懸臂彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力確定時，問題在于，在寫入過程中施加的接觸力與復(fù)制過程中施加的接觸力相同。因此，很難同時滿足使尖端的磨損降至最低的微弱接觸力條件和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定記錄的強(qiáng)接觸力條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體探頭，所述半導(dǎo)體探頭調(diào)整尖端和媒質(zhì)之間的接觸力，從而使尖端的磨損降至最低，并確保高記錄密度下的寫入/讀取性能，本發(fā)明還提供了一種采用所述半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體探頭，其包括懸臂；以及形成于所述懸臂的末端部分上的尖端，用于在位于形成了電極的表面上的鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息，所述尖端包括輕度摻雜了半導(dǎo)體雜質(zhì)的電阻性區(qū)域和重度摻雜了半導(dǎo)體雜質(zhì)的導(dǎo)電區(qū)域，其中，所述懸臂包括在面對所述媒質(zhì)的底面上形成的靜電力生成電極，通過在形成于所述鐵電媒質(zhì)上的電極和所述靜電力生成電極之間有選擇地施加電壓調(diào)整所述尖端和所述媒質(zhì)之間的接觸力。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用半導(dǎo)體探頭在鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息的方法，所述半導(dǎo)體探頭包括懸臂和電阻性尖端，所述懸臂具有在面對所述鐵電媒質(zhì)的表面上形成的靜電力生成電極，所述鐵電媒質(zhì)位于形成了電極的表面上，所述電阻性尖端具有輕度摻雜的電阻性區(qū)域和電連接到所述靜電力生成電極的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域，所述方法包括在寫入操作中，在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述電阻性尖端的所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間施加電壓，從而通過在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間產(chǎn)生靜電力而增大所述鐵電媒質(zhì)和所述電阻性尖端之間的接觸力。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種利用半導(dǎo)體探頭在鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息的方法，所述半導(dǎo)體探頭包括懸臂和電阻性尖端，所述懸臂具有在面對所述鐵電媒質(zhì)的表面上形成的靜電力生成電極，所述鐵電媒質(zhì)位于形成了電極的表面上，所述電阻性尖端具有輕度摻雜的電阻性區(qū)域和沒有電連接到所述靜電力生成電極的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域，所述方法包括在寫入操作中，在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間，以及在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間施加電壓，從而通過在所述靜電力生成電極和所述鐵電媒質(zhì)的所述電極之間產(chǎn)生靜電力而增大所述鐵電媒質(zhì)和所述電阻性尖端之間的接觸力。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種檢測媒質(zhì)信息的探頭，所述媒質(zhì)具有關(guān)于電場的信息并且位于形成了電極的表面上，所述探頭包括尖端；以及懸臂，所述懸臂包括在面對所述媒質(zhì)的底面上形成的靜電力生成電極，用于通過在形成于所述鐵電媒質(zhì)上的所述電極和所述靜電力生成電極之間有選擇地施加電壓而調(diào)整所述尖端和所述媒質(zhì)之間的接觸力。


通過參考附圖詳細(xì)描述其示范性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其他特征和益處將變得更加顯見，附圖中圖1是說明根據(jù)相關(guān)技術(shù)由懸臂的彎曲產(chǎn)生的，在探頭中起著接觸力作用的機(jī)械力的示意圖；圖2A是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在媒質(zhì)和半導(dǎo)體探頭的尖端之間產(chǎn)生的接觸力的示意圖；圖2B是說明根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例在媒質(zhì)和半導(dǎo)體探頭的尖端之間產(chǎn)生的接觸力的示意圖；圖3A和圖3B是說明利用具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的原理的示意圖；圖4A和圖4B是圖3A的虛線圓部分的放大圖，用于說明媒質(zhì)和尖端之間的接觸力與數(shù)據(jù)點(diǎn)(dot)尺寸之間的關(guān)系；圖5A是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例采用連續(xù)模式(continuous-mode)型半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法的截面圖；圖5B是說明在采用圖5A所示的連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的過程中，寫入電壓、靜電力生成電壓和接觸力的曲線圖；圖6A是說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例采用不連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法的截面圖；圖6B是說明在采用圖6A所示的不連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的過程中，寫入電壓、靜電力生成電壓和接觸力的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更為充分地描述本發(fā)明，附圖中展示了本發(fā)明的示范性圖2A是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在媒質(zhì)和半導(dǎo)體探頭的尖端之間產(chǎn)生的接觸力的示意圖。
參考圖2A，探頭11包括懸臂13、形成于懸臂13的一個末端部分上的尖端15和形成于面對媒質(zhì)18的懸臂13的表面上的靜電力生成電極17。當(dāng)尖端15接觸媒質(zhì)18時，在尖端15和媒質(zhì)18之間產(chǎn)生接觸力。接觸力包括由懸臂13的彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力FM和由施加到形成于媒質(zhì)18的底面上的電極19和靜電力生成電極17之間的靜電電壓VE產(chǎn)生的靜電力FE?？梢愿鶕?jù)下述公式1計(jì)算由懸臂13的彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力FM。
公式1FM＝k·x
其中，k為懸臂的剛度，x為懸臂的彎曲位移。例如，懸臂的剛度為0.84N/m，懸臂的彎曲位移為1nm，接觸力FM就變成了8.4nN。可以根據(jù)下述公式2利用在電極19和靜電力生成電極17之間累積的靜電能計(jì)算靜電力。
公式2FE=∂∂x(12CV2)=∂∂x(12·Cair·CmediaCair+Cmedia)≅-ϵ0ϵ12A2(ϵ1y+t)2·V2]]>其中，ε0和ε1分別是空氣的介電常數(shù)和媒質(zhì)18的相對介電常數(shù)，A是媒質(zhì)下部電極19的截面積，t是媒質(zhì)18的厚度，y是媒質(zhì)18和靜電力生成電極17之間的距離。當(dāng)媒質(zhì)18由PZT形成，相對介電常數(shù)ε1為400，媒質(zhì)18的厚度t為0.05um，媒質(zhì)18和靜電力生成電極17之間的距離y為1um，所施加的電壓為5V時，靜電力變成了43.2nN，其為吸引力。如上所述，靜電力是機(jī)械力的幾倍，并且是通過有選擇地施加電壓而有選擇地產(chǎn)生的。因此，可以對接觸力進(jìn)行有效地調(diào)整。由于靜電力與媒質(zhì)18和靜電力生成電極17之間的距離y成反比，因此，可以通過改變距離y改變靜電力。
圖2B是說明根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例在媒質(zhì)和半導(dǎo)體探頭的尖端之間產(chǎn)生的接觸力的示意圖。
參考圖2B，除了面對媒質(zhì)18的懸臂23的底面具有臺階以外，這一實(shí)施例的探頭21與如圖2A所示的上述實(shí)施例的探頭相同。也就是說，在所述底面上形成突出部分，所述突出部分從與尖端25間隔一定距離的位置延伸預(yù)定長度。因此，靜電力生成電極27和媒質(zhì)18之間的距離y′小于上述實(shí)施例的y，因此與上述實(shí)施例相比增大了靜電力。就此而言，所形成的突出部分可以更加靠近尖端25，使得它可以更加靠近媒質(zhì)18，由此有效增大靜電力。可以根據(jù)所需的接觸力適當(dāng)確定所述突出部分的高度和長度。在采用電阻性尖端作為尖端15和25時，可以采用探頭11和21作為能夠向鐵電媒質(zhì)寫入信息或從其上讀取信息的半導(dǎo)體探頭。
圖3A和圖3B是說明利用具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的原理的示意圖。
電阻性尖端35摻有第一雜質(zhì)。通過在尖端35的最末端輕度摻雜第二雜質(zhì)，在尖端35的最末端上形成電阻性區(qū)域32。通過在圍繞電阻性區(qū)域32的尖端的傾斜面內(nèi)重?fù)诫s第二雜質(zhì)，在所述傾斜面上形成導(dǎo)電區(qū)域36。在寫入操作中，如圖3A所示，在尖端的導(dǎo)電區(qū)域36和形成于鐵電媒質(zhì)38的底面上的電極層39之間施加電壓，從而能夠使鐵電疇(domain)極化。在讀取操作中，如圖3B所示，采用了一種測量電阻性區(qū)域32的電阻變化的方法，所述電阻變化是由極化的鐵電疇生成的電場導(dǎo)致的。也就是說，由外部電場在電阻性尖端35的最末端部分形成耗盡區(qū)，以減小電阻性區(qū)域32的截面積，并且測量電阻性區(qū)域32的電阻的減小。
圖4A和圖4B是圖3A的虛線圓部分的放大圖，用于說明媒質(zhì)和尖端之間的接觸力與所記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)尺寸之間的關(guān)系?，F(xiàn)在將參考圖4A和圖4B說明接觸力對寫入屬性的影響。
參考圖4A和圖4B，附圖標(biāo)記R表示尖端的最末端半徑。被寫入電壓極化的數(shù)據(jù)點(diǎn)的尺寸取決于媒質(zhì)和尖端之間的接觸力。圖4A示出了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)接觸的情況。也就是說，理想地實(shí)現(xiàn)了尖端和媒質(zhì)之間的接觸。在施加寫入電壓時，尖端的電壓Vtip與媒質(zhì)表面的電壓Vs相同。因此，數(shù)據(jù)點(diǎn)的尺寸與接觸長度2A相同。但是，當(dāng)如圖4B所示，未實(shí)現(xiàn)理想接觸時，尖端和媒質(zhì)表面之間的距離w不為零，而是一個有限數(shù)值。在這種情況下，鐵電媒質(zhì)的較高介電常數(shù)通過距離w提高了電壓降。因此，可以根據(jù)下述公式3計(jì)算媒質(zhì)表面的電壓Vs。
公式3Vs＝γ·Vtip，0＜γ＜1在這種情況下，數(shù)據(jù)點(diǎn)的尺寸將小于圖4A中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的尺寸2A。也就是說，寫入屬性根據(jù)接觸力而改變。因此，為了穩(wěn)定寫入信息，需要在媒質(zhì)和尖端之間產(chǎn)生強(qiáng)接觸。
由于具有靜電力生成電極17或27的探頭產(chǎn)生了包括由懸臂的彎曲形成的機(jī)械力和由靜電力生成電極17或27形成的靜電力的接觸力，因此，能夠在更高的接觸力下實(shí)施寫入。
圖5A是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例采用連續(xù)模式半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法的截面圖，圖5B是說明信息的寫入和復(fù)制過程中的寫入電壓、靜電力生成電壓和接觸力的曲線圖。連續(xù)模式是指，輸入寫入信號，使得能夠在媒質(zhì)的疇之間無間隔地連續(xù)發(fā)生極化。
參考圖5A，連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭51包括懸臂53和形成于懸臂53的一個末端部分上的電阻性尖端55。靜電力生成電極57形成于面對鐵電媒質(zhì)58的懸臂53的底面上。懸臂53的底面可以是平的或有臺階的。在電阻性尖端55和靜電力生成電極57之間沒有縫隙。也就是說，靜電力生成電極57電連接到電阻性尖端55的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域56上。在這種情況下，由于是在施加寫入電壓VW時施加靜電力生成電壓VE，因此在寫入過程中始終施加靜電力VE。當(dāng)通過驅(qū)動裝置(未示出)使電阻性尖端55落在具有電極59的鐵電媒質(zhì)58上時，實(shí)現(xiàn)寫入和讀取。如圖5B所示，在寫入操作中，在電阻性尖端55的導(dǎo)電區(qū)域56和形成于鐵電媒質(zhì)58的底面上的電極59之間施加寫入電壓VW。就此而言，由于懸臂53的靜電力生成電極57電連接到電阻性尖端55的導(dǎo)電區(qū)域56。因此，寫入電壓VW除了本身固有的作用外還起著靜電力生成電壓VE的作用。因此，在施加寫入電壓VW時，產(chǎn)生靜電力。由于接觸力包括由懸臂彎曲形成的機(jī)械力和由靜電力生成電極形成的靜電力，因而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)接觸。在這種情況下，施加到電阻性尖端的電壓在沒有下降的情況下被傳送至媒質(zhì)表面。從而使鐵電媒質(zhì)59的疇極化，進(jìn)而穩(wěn)定實(shí)施寫入。在讀取操作中，檢測電阻性區(qū)域52的電阻變化，所述電阻變化是由極化疇產(chǎn)生的電場導(dǎo)致的。在這種情況下，在重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域56和電極59之間未施加寫入電壓，因此，也未施加靜電力生成電壓VE。也就是說，只有由懸臂的彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力起著讀取操作中的接觸力的作用，由此降低了電阻性尖端的磨損。
圖6A是說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例采用不連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法的截面圖，圖6B是說明信息的寫入和讀取過程中的寫入電壓、靜電力生成電壓和接觸力的曲線圖。不連續(xù)模式是指，輸入寫入信號，使得能夠在媒質(zhì)的疇之間以一定間隔不連續(xù)地發(fā)生極化。
參考圖6A，不連續(xù)模式型半導(dǎo)體探頭61包括懸臂63和形成于懸臂63的一個末端部分上的電阻性尖端65。靜電力生成電極67形成于面對鐵電媒質(zhì)68的懸臂63的底面上。懸臂63的底面可以是平的或有臺階的。靜電力生成電極67與電阻性尖端65間隔一定距離。也就是說，靜電力生成電極67沒有電連接到電阻性尖端65的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域66上。在這種情況下，獨(dú)立于寫入VW施加靜電力生成電壓VE。當(dāng)通過驅(qū)動裝置(未示出)使電阻性尖端65落在具有電極69的鐵電媒質(zhì)68上時，實(shí)現(xiàn)寫入和讀取。如圖6B所示，在寫入操作中，在電阻性尖端65的導(dǎo)電區(qū)域66和形成于鐵電媒質(zhì)68的底面上的電極69之間施加寫入電壓VW，在靜電力生成電極67和電極69之間施加靜電力生成電壓VE。不連續(xù)施加寫入電壓VW。就此而言，由于電阻性尖端65的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域66沒有電連接到靜電力生成電極67，因此，在施加寫入電壓VW時，必須施加靜電力生成電壓VE?？梢酝瑫r打開或關(guān)閉用于施加寫入電壓VW和靜電力生成電壓VE的開關(guān)(未示出)?；蛘撸瑸榱嗽龃蠼佑|力，可以在打開用于施加寫入電壓VW的開關(guān)之前打開用于施加靜電力生成電壓VE的開關(guān)，可以在關(guān)閉用于施加寫入電壓VW的開關(guān)之后關(guān)閉用于施加靜電力生成電壓VE的開關(guān)。在寫入操作中，由于接觸力包括由懸臂彎曲形成的機(jī)械力和由靜電力生成電極形成的靜電力，因而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)接觸。在這種情況下，施加到電阻性尖端的電壓在沒有下降的情況下被傳送至媒質(zhì)表面。從而使鐵電媒質(zhì)69的疇極化，進(jìn)而穩(wěn)定實(shí)施寫入。在讀取操作中，檢測電阻性區(qū)域62的電阻變化，所述電阻變化是由極化疇產(chǎn)生的電場導(dǎo)致的。在這種情況下，在重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域66和電極69之間不施加寫入電壓VW，也不施加靜電力生成電壓VE。也就是說，只有由懸臂的彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力起著讀取操作中的接觸力的作用，由此降低了電阻性尖端的磨損。
根據(jù)本發(fā)明，通過對探頭的設(shè)計(jì)調(diào)整媒質(zhì)和探頭尖端之間的接觸力。也就是說，接觸力包括機(jī)械力，并且可以包括或不包括靜電力?？梢酝ㄟ^在懸臂的電極和媒質(zhì)的電極之間有選擇地施加電壓而有選擇地施加靜電力?？梢詫⑺鎏筋^作為具有電阻性尖端的半導(dǎo)體探頭應(yīng)用，從而穩(wěn)定地在媒質(zhì)上寫入信息以及從其上讀取信息。也就是說，在寫入操作中，將靜電力連同機(jī)械力一起施加，從而實(shí)現(xiàn)以均勻的數(shù)據(jù)點(diǎn)尺寸穩(wěn)定寫入。在讀取操作中，為了將尖端的磨損降至最低，不施加靜電力，僅由機(jī)械力起著接觸力的作用。
盡管已經(jīng)參考其示范性實(shí)施例特別展示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將要理解，可以在其中做出多種形式和細(xì)節(jié)上的變化而不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體探頭，包括懸臂；以及形成于所述懸臂的末端部分上的尖端，用于在包括電極的鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息，所述尖端包括輕度摻雜了雜質(zhì)的電阻性區(qū)域和重度摻雜了雜質(zhì)的導(dǎo)電區(qū)域，其中，所述懸臂包括在面對所述媒質(zhì)的所述懸臂的表面上形成的靜電力生成電極，通過在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間有選擇地施加電壓而調(diào)整所述尖端和所述媒質(zhì)之間的接觸力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探頭，所述靜電力生成電極沒有電連接到所述尖端的所述導(dǎo)電區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探頭，其中，所述靜電力生成電極電連接到所述尖端的所述導(dǎo)電區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探頭，其中，面對所述媒質(zhì)的所述懸臂的表面具有臺階。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探頭，其中，面對所述媒質(zhì)的所述懸臂的表面具有臺階。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體探頭，其中，面對所述媒質(zhì)的所述懸臂的表面具有臺階。
7.一種利用半導(dǎo)體探頭在鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息的方法，所述半導(dǎo)體探頭包括懸臂和電阻性尖端，所述懸臂具有在面對包括電極的所述鐵電媒質(zhì)的所述懸臂的表面上形成的靜電力生成電極，所述電阻性尖端具有輕度摻雜的電阻性區(qū)域和電連接到所述靜電力生成電極的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域，所述方法包括在寫入操作中，在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述電阻性尖端的所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間施加電壓，從而通過在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間產(chǎn)生靜電力而增大所述鐵電媒質(zhì)和所述電阻性尖端之間的接觸力。
8.一種利用半導(dǎo)體探頭在鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息的方法，所述半導(dǎo)體探頭包括懸臂和電阻性尖端，所述懸臂具有在面對包括電極的所述鐵電媒質(zhì)的所述懸臂的表面上形成的靜電力生成電極，所述電阻性尖端具有輕度摻雜的電阻性區(qū)域和沒有電連接到所述靜電力生成電極的重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域，所述方法包括在寫入操作中，在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間，以及在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間施加電壓，從而通過在所述靜電力生成電極和所述鐵電媒質(zhì)的所述電極之間產(chǎn)生靜電力而增大所述鐵電媒質(zhì)和所述電阻性尖端之間的接觸力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在開始向所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述電阻性尖端的所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間施加電壓之前，開始向所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間施加電壓，在結(jié)束向所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述電阻性尖端的所述重?fù)诫s導(dǎo)電區(qū)域之間施加電壓之后，結(jié)束向所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間施加電壓。
10.一種檢測媒質(zhì)信息的探頭，所述媒質(zhì)具有關(guān)于電場的信息并且位于形成了電極的表面上，所述探頭包括尖端；以及懸臂，所述懸臂包括在面對所述媒質(zhì)的表面上形成的靜電力生成電極，用于通過在所述鐵電媒質(zhì)的所述電極和所述懸臂的所述靜電力生成電極之間有選擇地施加電壓而調(diào)整所述尖端和所述媒質(zhì)之間的接觸力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的探頭，其中，面對所述媒質(zhì)的所述懸臂的表面具有臺階。
全文摘要
提供了一種半導(dǎo)體探頭和一種利用所述半導(dǎo)體探頭寫入和讀取信息的方法。所述半導(dǎo)體探頭包括懸臂和形成于所述懸臂的一個末端部分上的尖端，從而在位于形成了電極的表面上的鐵電媒質(zhì)上寫入信息或從其上讀取信息。所述尖端包括輕度摻雜了半導(dǎo)體雜質(zhì)的電阻性區(qū)域和重度摻雜了半導(dǎo)體雜質(zhì)的導(dǎo)電區(qū)域。所述懸臂包括形成于面對所述媒質(zhì)的底面上的靜電力生成電極。通過在形成于所述鐵電媒質(zhì)上的電極和所述靜電力生成電極之間有選擇地施加電壓調(diào)整所述尖端和所述媒質(zhì)之間的接觸力。從而使尖端的磨損降至最低，并確保高記錄密度下的寫入/讀取性能。
文檔編號G11B9/00GK1963953SQ20061012132
公開日2007年5月16日 申請日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月12日
發(fā)明者樸弘植, 丁柱煥, 高亨守, 洪承范 申請人:三星電子株式會社