提高电场传感器的灵敏度的方法、存储设备及再现方法技术

提供一种提高电场传感器的灵敏度的方法、存储设备及再现方法。该存储设备包括：铁电记录介质；电场传感器，包括源区、漏区和电阻区，所述电阻区将源区电连接到漏区并具有电阻，所述电阻根据由铁电记录介质的电畴的极化电压引起的电场的强度而变化；电压施加单元，在源区和漏区之间施加电压；再现信号检测单元，包括至少一个负电阻器，所述至少一个负电阻器安装在将漏区连接到电压施加单元的电路中，用于检测漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储设备和再现该存储设备的信息的方法，更具体地讲， 涉及这样一种存储设备和再现该存储设备的信息的方法，其中，利用电场传感器来读取记录在铁电(ferroelectric)记录介质中的信息。
技术介绍
作为计算机的主要存储装置的硬盘驱动器(HDD)通过^f吏数据记录介质 旋转并使读/写头悬在数据记录介质上方来工作，以便读取和写入数据。传统 的HDD通常利用^t场来在^i记录介质上创建在第一方向上或者与第一方向 相反的第二方向上磁化的多个磁畴。在第 一和第二方向上/ 兹化的磁畴分别对 应于数据0和数据1。在过去的几十年间，采用该磁写入方法的HDD经历了其写入密度的巨 大提高。因此，HDD上的水平磁写入可产生大约100Gb/ii^的记录密度，而 HDD上的垂直》兹写入可产生大约500 Gb/ir^的记录密度。然而，由于磁读/ 写头难以形成强局部化的^i场，所以记录密度的增加有限。近来，已对铁电介质(利用电场来在其上写数据)及相应的读/写头(以 下，称为电场读/写头)进行了研究。电场写入方法利用电场来在铁电体表面 上形成在第一方向或与第一方向相反的第二方向上极化的电畴(electric domain)。在第一和第二方向上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，电畴上方的电场读/写头的电阻改变，从而在电场读/ 写头的源电极和漏电极之间流动的电流的量会改变。通过4企测电流量的改变， 可辨别出电畴中所写的数据。根据电场读取/写入，可实现1Tb/i;或更高的高 记录密度。电场读/写头在记录期间施加使记录介质极化的电场，而在再现期间检测 由于记录介质的电畴的极化电压而引起的电场变化。电场读/写头在再现期间 用作具有电场效应晶体管的沟道结构的电场传感器。为了实现更有效和大规 模的存储设备，应该提高电场传感器的灵敏度。本专利技术提供一种提高电场传感器的灵敏度的方法、具有提高的读取灵敏 度的存储设备以及再现该存储设备的信息的方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种提高电场传感器的灵^:度的方法，该电场传感器包括源区、漏区和将源区电连接到漏区的电阻区，该电阻区具有 根据电场的强度而变化的电阻，该方法通过测量流过电阻区的漏电流的变化来检测电场的变化，其中，测量漏电流的变化的步骤包括使漏电流经过至 少一个负电阻器；；f企测漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的变化。串联和/或并联的多个隧道二极管可用作负电阻器。所述隧道二极管可串 联和/或并联，以使得隧道二极管的负载线的负电阻区的梯度与电场传感器的 漏电压-漏电流曲线的线性区的梯度相似，并且所述负电阻区和线性区彼此相 交。根据本专利技术的另一方面，提供一种存储设备，其包括铁电记录介质； 电场传感器，包括源区、漏区和电阻区，所述电阻区将源区电连接到漏区， 并且所述电阻区的电阻根据由铁电记录介质的电畴的极化电压引起的电场的 强度而变化；电压施加单元，在源区和漏区之间施加电压；再现信号4全测单 元，包括至少一个负电阻器，所述至少一个负电阻器安装在将漏区连接到电 压施加单元的电路中，用于检测漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的 变化。所述负电阻器可以是隧道二极管。所述再现信号检测单元可包括串联和/或并联的多个隧道二极管。所述隧 道二极管可串联和/或并联，以使得隧道二极管的负载线的负电阻区的梯度与 电场传感器的漏电压-漏电流曲线的线性区的梯度相似，并且所述负电阻区和 线性区;&此相交。所述电场传感器还可包括设置在所述电阻区上的写电极，其中，在所 述写电极和电阻区之间设置有绝缘层，并且将绝对值等于或大于阈值电压的 电压施加到该写电极，以便记录和再现信息。根据本专利技术的另一方面，提供一种再现存储设备的信息的方法，该存储 设备包括铁电记录介质；电场传感器，包括源区、漏区和电阻区，所述电 阻区将源区电连接到漏区，并且所述电阻区的电阻根据由铁电记录介质的电畴的极化电压引起的电场的强度而变化；电压施加单元，在源区和漏区之间施加电压，其中，该方法可包括在将漏区连接到电压施加单元的电路中安 装至少一个负电阻器，以使电场传感器的输出电流经过所述至少一个负电阻 器；检测所述漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的变化，以获得再现 信号。串联和/或并联的多个隧道二极管可用作所述负电阻器。 所述隧道二极管可串联和/或并联，以使得隧道二极管的负载线的负电阻区的梯度与电场传感器的漏电压-漏电流曲线的线性区的梯度相似，并且所述负电阻区和线性区;f皮此相交。附图说明从下面参照附图对本专利技术的示例实施例的详细描述，本专利技术的上述和其它特征将更明显，其中图1是根据本专利技术示例性实施例的存储设备的结构图2是根据本专利技术另 一示例性实施例的存储设备的示意性结构图3是根据本专利技术示例性实施例的图2的存储设备中使用的电场传感器的透视图4是电场传感器的漏电压-漏电流曲线图； 图5是根据本专利技术示例性实施例的再现信号检测单元的结构图； 图6是根据本专利技术另一示例性实施例的使用隧道二极管作为负电阻器的 再现信号检测单元的结构图7是隧道二极管的电压对电流曲线图8是用于获得根据本专利技术示例性实施例的电场效应晶体管M的漏电压 和漏电流之间的关系的电场效应晶体管M的电路图9是图8的电路图中的电场效应晶体管M的漏电压-漏电流曲线图； 图10是用于获得根据本专利技术示例性实施例的隧道二极管的负载线的电路图ll是由图8的电路图仿真的隧道二极管的负载线的曲线图12是根据本专利技术示例性实施例的合成了图8和图10中的电路的电路图13是合成了图9和图11中的曲线的曲线图14是电压Vg-漏电流Id曲线图。具体实施例方式以下将描述提高电场传感器的灵敏度的方法、具有提高的读取灵敏度的 存储设备以及再现该存储设备的信息的方法。在附图中，为了清晰起见，夸 大了层和区域的厚度。附图中的相同的标号表示相同的部件。图1是根据本专利技术示例性实施例的存储设备的结构图。该存储设备包括电阻探针类型的电场传感器100a。在电场传感器100a的主体B上设置有电 阻区G、源区S和漏区D，其中，电阻区G是低浓度掺杂的区域，源区S和 漏区D可设置在电阻区G的两侧，并且源区S和漏区D都是高浓度掺杂的 区域。当主体B是p型半导体时，电阻区G是n-型区，而源区S和漏区D 都是n+型区。当主体B是n型半导体时，电阻区G是p-型区，而源区S和 漏区D都是p+型区。电阻区G面向记录介质500。电场传感器100a相对于 记录介质500移动。图2是根据本专利技术另一示例性实施例的存储设备的示意性结构图。图3 是根据本专利技术示例性实施例的图2中的存储设备中使用的电场传感器的透视 图。该存储设备的驱动系统与传统的硬盘驱动器(HDD)的驱动系统相同。 但是，传统的HDD的磁记录介质可被铁电记录介质代替，传统的HDD的磁 记录-再现头可被滑撬(slider)类型的电场传感器100b代替。参照图2，记录介质500是旋转的盘类型。图3的电场传感器100b附着 到构成摆臂300的一端的悬架200上，由音圈电机400使摆臂300转动。然 后，电场传感器100b由于气垫效应(air bearing effect)而浮在记录介质500 的表面上方。参照图3,电场传感器100b包括半导体基底10,该半导体基底10具有 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高电场传感器的灵敏度的方法，该电场传感器包括源区、漏区和将源区电连接到漏区的电阻区，该电阻区具有根据电场的强度而变化的电阻，该方法通过检测流过电阻区的漏电流的变化来检测电场的变化，检测漏电流的变化的步骤包括：　使漏电流流过至少一个负电阻器；　检测漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的变化。

【技术特征摘要】
KR 2007-7-30 10-2007-00764321、一种提高电场传感器的灵敏度的方法，该电场传感器包括源区、漏区和将源区电连接到漏区的电阻区，该电阻区具有根据电场的强度而变化的电阻，该方法通过检测流过电阻区的漏电流的变化来检测电场的变化，检测漏电流的变化的步骤包括使漏电流流过至少一个负电阻器；检测漏区和所述至少一个负电阻器之间的电压的变化。2、 如权利要求l所述的方法，还包括使用隧道二极管作为所述至少一 个负电阻器。3、 如权利要求1所述的方法，还包括使用串联和/或并联的多个隧道 二极管作为负电阻器。4、 如权利要求3所述的方法，其中，所述多个隧道二极管串联和/或并 联，以使得隧道二极管的负载线的负电阻区的梯度与电场传感器的漏电压-漏 电流曲线的线性区的梯度相似，并且所述负电阻区和线性区彼此相交。5、 一种存储设备，包括 铁电记录介质；电场传感器，包括源区、漏区和电阻区，所述电阻区将源区电连接到漏 区，并且所述电阻区的电阻根据由铁电记录介质的电畴的极化电压引起的电 场的强度而变化；电压施加单元，在源区和漏区之间施力口电压；再现信号检测单元，包括至少一个负电阻器，用于检测漏区和所述至少 一个负电阻器之间的电压的变化，所述至少一个负电阻器安装在将漏区连接 到电压施加单元的电路中。6、 如权利要求5所述的存储设备，其中，所述负电阻器是隧道二极管。7、 如权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：全大暎，闵桐基，高亨守，洪承范，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]