CN100583245C - 电场读/写头及其制造方法、数据读/写装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电场读/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。该数据读/写装置包括用于写数据在记录介质上且从其读数据的电场读/写头。该电场读/写头包括半导体基板、电阻区域、源极和漏极区域、以及写电极。该半导体基板包括具有邻接边缘的第一表面和第二表面。该电阻区域形成为从位于该第一表面一端的中心部分向该第二表面延伸。该源极区域和该漏极区域形成在该电阻区域两侧并与该第一表面分隔开。该写电极形成在该电阻区域上，绝缘层置于该写电极与该电阻区域之间。该数据读/写装置通过硬盘驱动器(HDD)驱动***进行驱动。

Description

电场读/写头及其制造方法、数据读/写装置
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***。
需要应用了电场写入的、没有承担制造具有可靠的驱动***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***。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***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。
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、以及该源极区域和该漏极区域上的绝缘层。
该电场读取头还可包括形成在该电阻区域上的绝缘层。
该电场读取头还可包括：形成为电接触该源极区域的第一电极；以及形成为电接触该漏极区域的第二电极。
该电场读取头还可包括形成在该基板的第一表面上以将该电场读取头悬于记录介质的表面上的ABS(气垫面)图案。
该基板可以是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是n型杂质区域。相反地，该基板可以是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是p型杂质区域。
根据本发明的另一方面，提供一种电场读/写头，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向该第二表面延伸的低密度杂质区域；源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域的两侧并与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；以及形成在该电阻区域上的写电极，绝缘层置于该写电极与该电阻区域之间。
该电场读/写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/写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。
该电场读/写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、以及该源极区域和该漏极区域上的绝缘层。
该电场读/写头还可包括：形成为电接触该源极区域的第一电极；以及形成为电接触该漏极区域的第二电极。
该电场读/写头还可包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读/写头悬于该记录介质的表面上的ABS(气垫面)图案。
该基板可以是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是n型杂质区域。相反地，该基板可以是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是p型杂质区域。
根据本发明的另一方面，提供一种制造电场读/写头的方法，包括：在半导体基板的第二表面上形成第一绝缘层和用于写电极的金属层的堆叠图案，该半导体基板包括面对记录介质的第一表面以及具有与该第一表面邻接的边缘的第二表面，该堆叠图案从与该第一表面邻接的该第二表面的边缘上的中心部分向该第二表面的相对边缘延伸和扩展；利用该堆叠图案作为离子注入掩模以高密度在该基板的该第二表面中掺入杂质；使该杂质扩散以在该基板中在该堆叠图案两侧形成高密度杂质区域，且形成电阻区域，其是在接近该第一表面的边缘的基板区域上在该堆叠图案下面的低密度杂质区域；去除接近该第一表面的边缘的部分电阻区域的两侧的该高密度杂质区域，以形成源极和漏极区域，其是位于该电阻区域两侧的与该第一表面的边缘分隔开的高密度杂质区域；以及以该堆叠图案的高度在该高密度杂质区域已经从其去除的部分基板上以及在该源极区域和漏极区域上形成第二绝缘层。
该方法还可包括：在该第二绝缘层的形成之后，蚀刻该第二绝缘层以形成该源极区域和漏极区域通过其被暴露的接触孔；以及形成第一和第二电极以在该接触孔中分别接触该源极区域和漏极区域。
该方法还可包括在形成该第二绝缘层以后，在该基板的第一表面上形成ABS(气垫面)图案以将该电场读/写头悬于记录介质的表面之上。
根据本发明的另一个方面，提供一种数据读取装置，包括：具有铁电记录层的记录介质、以及用于读取写在记录介质上的数据的电场读取头，其中该电场读取头包括：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向该第二表面延伸的低密度杂质区域；以及源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域的两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域。
该数据读取装置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。
该数据读取装置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。
该数据读取装置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、以及该源极区域和该漏极区域上的绝缘层。
该数据读取装置还可包括：形成来电接触该源极区域的第一电极；以及形成来电接触该漏极区域的第二电极。
该数据读取装置还可包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读取头悬于记录介质的表面之上的ABS(气垫面)图案。
该记录介质可以是旋转盘型介质，该电场读取头可以悬于该记录介质的表面之上并且跨越该表面。
该数据读取装置还可包括该电场读取头附着到其上的枢转悬臂。
该基板可以是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是n型杂质区域。相反地，该基板可以是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是p型杂质区域。
根据本发明的另一个方面，提供一种数据读/写装置，包括具有铁电记录层的记录介质、以及用于写数据在该记录介质上且用于从该记录介质读取数据的电场读/写头，其中该电场读/写头包括：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向该第二表面延伸的低密度杂质区域；源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；以及写电极，形成在该电阻区域上，绝缘层置于该写电极与该电阻区域之间。
该数据读/写装置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。
该数据读/写装置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。
该数据读/写装置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、以及该源极区域和该漏极区域上的绝缘层。
该数据读/写装置还可包括：形成为电接触该源极区域的第一电极；以及形成为电接触该漏极区域的第二电极。
该数据读/写装置还可包括形成在该基板的第一表面上以将该电场读/写头悬于记录介质的表面之上的ABS(气垫面)图案。
该记录介质可以是旋转盘型介质，该电场读/写头可以悬于该记录介质的表面上并且跨越该表面。
该数据读/写装置还可包括该电场读/写头附着到其上的枢转悬臂。
该基板可以是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是n型杂质区域。
相反地，该基板可以是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域可以是p型杂质区域。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加明显，附图中：
图1是根据本发明一实施例的电场读/写头的透视图；
图2A到2F是根据本发明一实施例的电场读/写头的制造阶段的平面图；
图3A到3F分别是图2A到2F的沿图2A到2F的线A-A’截取的剖视图；
图4是图2F的沿图2F的线B-B’截取的剖视图；
图5是包括根据本发明一实施例的电场读/写头的数据读/写装置的分解图；
图6是铁电记录介质的平面照片，显示电畴根据写偏置的逆变现象；
图7是曲线图，示出施加在源极区域(S)和漏极区域(D)之间的电压(Vd)与灵敏度之间的关系。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述根据本发明实施例的电场读/写头、其制造方法、以及包括该电场读/写头的数据读/写装置，附图中示出了本发明的示例性实施例。在附图中，层和区域的宽度和厚度为了清楚而被放大。附图中相似的附图标记表示相似的元件，且因此省略其描述。
图1是根据本发明一实施例的电场读/写头的透视图。
参考图1，根据本发明一实施例的电场读/写头100的半导体基板(SUB)包括面对记录介质的第一表面(S1)以及与第一表面S1的边缘邻接的第二表面(S2)。这里，基板10可以是p型或n型六面结构，第一和第二表面S1和S2可以相互垂直地设置。
是低密度杂质区域的电阻区域R形成为从在第一表面S1一个边缘处的中心部分向第二表面S2延伸。电阻区域R仅在第二表面S2的一部分上延伸，并且不延伸到其末端。是高密度杂质区域的源极和漏极区域(S和D)形成在电阻区域R的两侧且与第一表面S1分隔开。源极和漏极区域S和D可以与部分电阻区域R接触且延伸到第二表面S2的末端。如果基板10是p型半导体，则电阻区域R以及源极和漏极区域S和D是n型杂质区域，如果基板10是n型半导体，则电阻区域R以及源极和漏极区域S和D是p型杂质区域。
写电极W形成在电阻区域R上，第一绝缘层D1置于其间。第一绝缘层D1和写电极W也可以延伸到第二表面S2的末端。
在第二表面S2的其上没有形成写电极W的以及源极和漏极区域S和D的区域，即第二表面S2的在源极区域S与基板SUB的第一表面S1的边缘之间的部分、第二表面S2的在漏极区域D与基板SUB的第一表面S1的边缘之间的部分、以及源极和漏极区域S和D的顶表面，全都具有形成至写电极W的高度的第二绝缘层D2。此外，第一和第二电极E1和E2可形成在第二绝缘层D2中，从而分别电接触源极和漏极区域S和D。
虽然没有示出，但是第二绝缘层D2的位置和厚度可以改变。即，第二绝缘层D2可以形成在第二表面S2的在基板10的第一表面S1的末端与源极区域S之间的部分上、以及在第二表面S2的在基板10的第一表面S1的末端与漏极区域D之间的部分上。第二绝缘层D2也可以仅形成在第二表面S2的在基板10的第一表面S1的末端与源极区域S之间的部分、第二表面S2的在基板10的第一表面S1的末端与漏极区域D之间的部分上，和在最源极和漏极区域S和D的靠近第一表面S1的末端的部分上。
如图1所示，气垫面(ABS)图案(AP)形成在基板SUB的第一表面S1上。AP允许它形成在其上的电场读/写头100悬于记录介质上。
图2A到2F是根据本发明一实施例的电场读/写头的制造阶段的平面图，图3A到3F分别是图2A到2F的沿图2A到2F的线A-A’截取的剖视图。
参考图2A和3A，由堆叠在第一绝缘层D1上的写电极金属层W形成的堆叠图案SP形成在半导体基板10的第二表面S2上，半导体基板10包括第一表面S1以及与第一表面S1的边缘相交的第二表面S2。这里，基板10可以是p型或n型半导体。SP在第二表面S2上始于第一表面S1和第二表面S2的相交边缘的中心，并且延伸到第二表面S2的相反边缘，当其朝向该末端前进时变宽。更具体地，SP包括始于第一表面S1的边缘的具有窄的宽度的第一部分1(在图2A中示出)、连接到第一部分1且从那里宽度逐渐增加的第二部分2(在图2A中示出)、以及连接到第二部分2且延伸到第二表面S2的边缘并具有更大宽度的第三部分3(在图2A中示出)。
参考图2B和3B，基板SUB的表面，即第二表面S2利用SP作为离子注入掩模用杂质高密度掺杂。这里，如果基板10是p型半导体，则杂质可以是n型杂质，如果基板10是n型半导体，则杂质可以是p型杂质。
接着，杂质通过退火被扩散以形成基板上SP两侧的高密度杂质区HD，且同时，电阻区域R，即低密度杂质区域，形成在基板的靠近第一表面S1的边缘的SP的第一部分下面的区域。
参考图2C和3C，用于暴露与第一表面S1相邻的SP的第一部分1的一部分和第一部分的该部分的两侧的高密度杂质区域HD的掩模层M形成在基板上。掩模层M可以由光敏层制成。
参考图2D和3D，掩模层M用作蚀刻掩模以去除与第一表面S1的末端相交的在电阻区域R的该部分的两侧的部分高密度杂质区域HD。接着，掩模层M通过灰化或替代工艺被选择性去除。因此，形成了与第一表面S1的末端分隔开且设置在电阻区域R两侧的源极和漏极区域S和D。
参考图2E和3E，在绝缘层形成在第二表面S2的所得结构的整个表面上以覆盖SP之后，绝缘层经历化学机械抛光(CMP)直到SP被暴露。因此，第二绝缘层D2以与SP相同的高度水平形成在基板SUB的高密度杂质区已经从其去除的暴露部分、以及源极和漏极区域S和D上。第二绝缘层D2可以是硅氧化物层。
参考图2F和3F，第二绝缘层D2被蚀刻，从而形成用于分别暴露源极和漏极区域S和D的接触孔。然后，在接触孔中形成用于接触源极和漏极区域S和D的第一和第二电极E1和E2。
之后，形成用于将基板10的第一表面S1悬于记录介质的表面上的AP(未示出)。
图4是图2F的沿图2F的B-B’线截取的剖视图。参考图2F、3F和4，源极和漏极区域S和D与第一表面S1分隔开。即，在本发明一实施例的电场读/写头中，源极和漏极区域S和D以预定距离与记录介质分隔开，并且第二绝缘层D2置于其间。
虽然没有示出，但是现在将简要描述从晶片制造本发明一实施例的电场读/写头100的工艺。当前实施例的电场读/写头100的制造方法包括：形成至少一套(set)电阻区域R、源极和漏极区域S和D、第一绝缘层D1、写电极W、以及第二绝缘层D2(步骤1)；将所述套分开成若干组以将所述套分成单元(步骤2)；在该单元的表面上形成AP以面对记录介质(步骤3)；以及将具有形成在其上的AP的单元分开成各电场读/写头(步骤4)。
图5是根据本发明一实施例包括电场读/写头100的数据读/写装置的分解图。
参考图5，本实施例的数据读写装置包括具有铁电记录层的记录介质500、以及将数据写在记录介质500上并从记录介质500读取数据的电场读/写头100。这里，电场读/写头100与参考附图1所描述的本发明一实施例的电场读/写头100相同，因此将不再重复其详细描述。
本实施例的数据读/写装置的记录介质是具有设置在其下的底电极(未示出)的旋转盘型介质。底电极可以接地。电场读/写头附着到转动臂(swingarm)300尖端处的悬臂(suspension)200，并且靠近记录介质500的表面被悬置。附图标记400表示音圈马达(VCM)。不同在于本实施例的数据读/写装置使用铁电记录介质作为记录介质，以及使用上述电场读/写头代替常规HDD中的磁场读/写头。
现在将简要描述本发明的数据读/写装置的读和写原理。
读原理
当电场读/写头100的源极和漏极区域S和D是n+区域，电阻区域是n-，且电阻区域R所位于的记录介质500的表面具有负(-)电荷时，在电阻区域R中的电子的密度减少，使得电阻区域R的电阻值增大且源极和漏极区域S和D之间的电流减小。相反地，当电阻区域R所位于的记录介质500的表面具有正(+)电荷时，在电阻区域R中的电子密度增加，从而减小电阻区域R的电阻值且增大源极和漏极区域S和D之间的电流。通过检测这些电阻和电流值的变化，可以读取记录介质500的表面上的数据。
写原理
当超过临界电压的正(+)电压应用于电场读/写头100的写电极W时，由于设置在记录介质500下的底电极处于0V，因此记录介质500的表面变成带负(-)电。另一方面，当低于临界电压的负(-)电压应用于电场读/写头100时，由于设置在记录介质500下的底电极处于0V，因此记录介质500的表面变成带正(+)电。因此，铁电记录介质500的极性根据应用于写电极W的电压而变换，并且数据可以被写入。
如图1和5所示的电场读/写头100具有设置得比电阻区域R更远离记录介质500的源极和漏极区域S和D、以及置于源极和漏极区域S和D与电阻区域R之间的第二绝缘层D2。这些类型的凹入或埋设的源极和漏极区域S和D出于下面的原因以此方式构造。
如果源极和漏极区域S和D与电阻区域R在相同水平表面上，则应用到源极和漏极区域S和D以用于读数据的电压Vd可以沿不期望的方向改变接近源极和漏极区域S和D的记录介质表面的极性。即，在读操作期间，会进行不想要的写入。因此，仅电阻区域R朝向介质暴露，而源极和漏极区域S和D与介质表面分隔开，或者与介质表面分隔开并被埋设。该解释可以通过图6和7中的数据得到证实。
图6是铁电记录介质的平面照片，显示电畴根据写偏置的逆变现象(inversion phenomenon)。对于该测试，使用了具有60nm厚度的记录介质，且为了方便而使用了探针型写头。照片中变暗的部分是逆变畴区域。
参考图6，虽然通过将写电压从4V减小到3.2V直到2.4V来减少逆变区域的尺寸，但是即使在2.4V的写电压，仍然发生了电畴的逆变。
图7是曲线图，示出源极区域S和漏极区域D之间所应用的电压(Vd)与灵敏度之间的关系。这里，ΔId表示当记录介质的表面电荷为正(+)时源极区域S和漏极区域D之间的电流Id’与当记录介质的表面电荷为负(-)时源极区域S和漏极区域D之间的电流Id”之间的差。另外，Id(Vg＝0)是当记录介质不具有极性时源极和漏极区域S和D之间的电流值。因此，灵敏度(％)为[Δid/Id(Vg＝0)]×100。Vg是应用到记录介质本身的电压的强度。
参考图7，当Vd约为4V时，灵敏度处于最大值。即，通过应用适当高的Vd，可以实现最佳的灵敏度。
参考图6和7，为了实现最佳灵敏度，使用4V左右的Vd。当使用这样的Vd时，我们可以看出，它会导致记录介质的表面上不想要的电场逆变的发生。因此，本发明通过使用电场读/写头上凹入或埋设的源极和漏极区域S和D以及利用该头的数据读/写装置，可以在读期间防止不想要的写入的发生。
本发明的这样的数据读/写装置具有应用电场型写入的HDD驱动***。因此，当使用本发明的方法时，不需要开发新的***，并且可以在具有1Tb/in2者更高的记录密度的HDD中实现可靠的驱动。因此，本发明能够使用常规HDD机构，同时克服了常规HDD的记录密度限制。
另外，在本发明的电场读/写头的制造方法中，由于写电极W和电阻区域R布置在一起，因此在这两个部件之间没有不对准的问题，从而简化了制造工艺。
虽然根据本发明的实施例在上面描述了电场读/写头和使用该头的数据读/写装置，但是它们不限于上述描述。例如，本发明的基本原理可以应用于仅执行数据读取的电场读取头、以及使用该读取头的数据读取装置。即，图1到5所示的写电极W或者第一绝缘层D1和写电极W可以被去除，并且剩余的元件可以保持相同，以构成电场读取头和包括该读取头的数据读取装置。
如上所述，通过将电场读取方法应用到HDD的驱动***，可以没有***开发的负担，数据读/写装置可以被可靠地驱动，同时实现1Tb/in2或更高的记录密度。
由于本发明的电场读/写头具有凹入或埋设的源极和漏极区域，所以本发明的数据读/写装置可以防止在数据读取期间由施加到源极和漏极区域的电压引起的不想要的写入的发生。
另外，在本发明的电场读/写头的制造方法中，由于写电极和电阻区域定义在一起，因此不会发生这两个部件的不对准，由此简化了制造工艺。
虽然参照其示例性实施例特别显示和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不偏离所附权利要求定义的本发明的思想和范围的情况下，可进行形式和细节上的各种改变。

Claims (35)

1.一种电场读取头，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一端的中心部分向该第二表面延伸的低密度杂质区域；
源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；
电接触该源极区域的第一电极；以及
电接触该漏极区域的第二电极。
2.根据权利要求1的电场读取头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面上。
3.根据权利要求1的电场读取头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述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所述边缘的部分源极区域和漏极区域上。
4.根据权利要求1的电场读取头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面、以及该源极区域和漏极区域上。
5.根据权利要求1的电场读取头，还包括形成在该电阻区域上的绝缘层。
6.根据权利要求1的电场读取头，还包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读取头悬于该记录介质的表面之上的气垫面图案。
7.根据权利要求1的电场读取头，其中该基板是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是n型杂质区域。
8.根据权利要求1的电场读取头，其中该基板是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是p型杂质区域。
9.一种电场读/写头，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一端的中心部分向该第二表面延伸的低密度杂质区域；
源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；
写电极，形成在该电阻区域上，绝缘层置于该写电极与该电阻区域之间；
电接触该源极区域的第一电极；以及
电接触该漏极区域的第二电极。
10.根据权利要求9的电场读/写头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面上。
11.根据权利要求9的电场读/写头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述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所述边缘的部分源极区域和漏极区域上。
12.根据权利要求9的电场读/写头，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面、以及该源极区域和该漏极区域上。
13.根据权利要求9的电场读/写头，还包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读/写头悬于该记录介质的表面之上的气垫面图案。
14.根据权利要求9的电场读/写头，其中该基板是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是n型杂质区域。
15.根据权利要求9的电场读/写头，其中该基板是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是p型杂质区域。
16.一种制造电场读/写头的方法，包括：
在半导体基板的第二表面上形成第一绝缘层和用于写电极的金属层的堆叠图案，该半导体基板包括面对记录介质的第一表面以及具有与该第一表面邻接的边缘的第二表面，该堆叠图案从与该第一表面邻接的该第二表面的所述边缘上的中心部分向该第二表面的相反边缘延伸且扩展；
利用该堆叠图案作为离子注入掩模，以高密度在该基板的该第二表面中掺入杂质；
使该杂质扩散以在该基板中在该堆叠图案两侧形成高密度杂质区域，并且形成电阻区域，其是在与该第一表面的边缘接近的基板的区域上在该堆叠图案下面的低密度杂质区域；
去除与该第一表面的所述边缘接近的部分该电阻区域两侧的该高密度杂质区域，以形成源极和漏极区域，其是位于该电阻区域的两侧与该第一表面的所述边缘分隔开的高密度杂质区域；
在该高密度杂质区域已经被去除的部分基板上且在该源极区域和该漏极区域上以该堆叠图案的高度形成第二绝缘层；
在形成该第二绝缘层以后，蚀刻该第二绝缘层以形成该源极区域和漏极区域分别通过其被暴露的接触孔；以及
形成第一和第二电极以在该接触孔中分别接触该源极区域和该漏极区域。
17.根据权利要求16的方法，还包括在形成该第二绝缘层之后，在该基板的该第一表面上形成气垫面图案以将该电场读/写头悬于该记录介质的表面之上。
18.一种数据读取装置，包括：具有铁电记录层的记录介质、以及用于读取写在记录介质上的数据的电场读取头，其中该电场读取头包括：
半导体基板，包括面对所述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一端的中心部分向该第二表面延伸的低密度杂质区域；
源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；
电接触该源极区域的第一电极；以及
电接触该漏极区域的第二电极。
19.根据权利要求18的数据读取装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面上。
20.根据权利要求18的数据读取装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述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所述边缘的部分源极区域和漏极区域上。
21.根据权利要求18的数据读取装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面、以及该源极区域和漏极区域上。
22.根据权利要求18的数据读取装置，还包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读取头悬于所述记录介质的表面之上的气垫面图案。
23.根据权利要求18的数据读取装置，其中该记录介质是旋转盘型介质，该电场读取头悬于该记录介质的表面上并且能跨越该记录介质的表面移动。
24.根据权利要求18的数据读取装置，还包括该电场读取头附着到其上的枢转悬臂。
25.根据权利要求18的数据读取装置，其中该基板是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是n型杂质区域。
26.根据权利要求18的数据读取装置，其中该基板是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是p型杂质区域。
27.一种数据读/写装置，包括：具有铁电记录层的记录介质、以及用于写数据在该记录介质上且用于从该记录介质读取数据的电场读/写头，其中该电场读/写头包括：
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一端的中心部分向该第二表面延伸的低密度杂质区域；
源极区域和漏极区域，其是形成在该电阻区域两侧且与该第一表面分隔开的高密度杂质区域；
写电极，形成在该电阻区域上，绝缘层置于该写电极与该电阻区域之间；
电接触该源极区域的第一电极；以及
电接触该漏极区域的第二电极。
28.根据权利要求27的数据读/写装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面上。
29.根据权利要求27的数据读/写装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述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所述边缘的部分源极区域和漏极区域上。
30.根据权利要求27的数据读/写装置，还包括绝缘层，其形成在该基板的该第一表面的所述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所述边缘与该漏极区域之间的部分第二表面、以及该源极区域和该漏极区域上。
31.根据权利要求27的数据读/写装置，还包括形成在该基板的该第一表面上以将该电场读/写头悬于所述记录介质的表面之上的气垫面图案。
32.根据权利要求27的数据读/写装置，其中该记录介质是旋转盘型介质，该电场读取头悬于所述记录介质的表面上并且能跨越该记录介质的表面移动。
33.根据权利要求27的数据读/写装置，还包括该电场读取头附着到其上的枢转悬臂。
34.根据权利要求27的数据读/写装置，其中该基板是p型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是n型杂质区域。
35.根据权利要求27的数据读/写装置，其中该基板是n型半导体，该电阻区域、该源极区域、以及该漏极区域是p型杂质区域。
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