一种用于接触探针存储装置等的读／写装置，具有设置有介质（１０８）的悬臂（１００），该介质相对于悬臂（１００）可移动。将与悬臂和介质其中之一相关联的器件１１４设置为，响应于对介质和悬臂之间的电场变化，该电场变化是通过介质和悬臂之间距离的变化产生的。在悬臂上设置加热器（１１６）用于加热介质，并用于引起表示数据位的局部形态的变化。一个电路电互连该器件和该加热器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于接触探针存储(CPS)装置等的读/写装置，其中加热器用于加热介质并改变其形态，以便将数据位写入其中，且其中基于FET(场效应晶体管)的读传感器装置响应于与支撑该介质的衬底距离的变化，并发射由该改变的形态诱发的电场。
技术介绍
目前，可以通过用于接触可移动介质的悬臂上所支撑的探针来读出写入到可移动介质上的数据。在最接近探针的悬臂中提供加热元件(加热器)。通过使电流流经其中来加热该加热器。通过利用可移动介质和探针(或其中形成加热元件的悬臂的一部分)之间的热传递特性，可以确定可移动介质与其上带有探针的悬臂之间的距离的微小变化，并利用其作为用于读出存储在可移动介质上的数据的手段。悬臂中的加热器可以用于读和写。读功能使用热读回(readback)传感器装置，该装置利用依赖于温度的电阻函数。在该装置中，电阻(R)随加热功率/温度从室温非线性地增大到500-700℃的峰值(写)。该峰值温度由加热器平台中的掺杂浓度决定，该掺杂浓度的范围从1×1017到2×1018。在峰值温度之上，由于热激励，电阻随着本征载流子的数量增加而下降。在读出期间，电阻器工作在约200℃。该温度不够高到足以将聚合物介质软化到写入所需的程度。但是，该温度高到了足以使分子能量在其上带有探针的悬臂和移动介质之间传递。这种传递除去了热量，并因此提供了参数，其可以测量其上带有探针的悬臂与探针在其上运转的介质之间的距离。也就是说，这种热传感基于这样一个事实，即，加热器平台与存储衬底之间的热导率根据它们之间的距离而改变。在这种情况下，悬臂和存储衬底之间的介质将热量从加热器/悬臂的一侧传送到存储介质/衬底的另一侧。当随着探针移动到位刻痕(bit indentation)中而使加热器和介质之间的距离减小时，热量更有效地通过空气被传送，加热器的温度以及因此其电阻减小。因此，在悬臂在数据位上扫描的同时，对被持续加热的电阻器的温度变化进行监控，提供了一种检测位的手段。在通常的工作条件下，由于半导体中的热效应比应变效应更强，因此热力学传感的灵敏度甚至比压阻应变传感更好。通过40nm大小的位刻痕的图像表示了约10-4/nm的ΔR/R灵敏度。这比使用压阻应变技术获得的结果要好。然而，已经发现热响应比期望的慢，并且比悬臂机械地遵循写入到介质中的数据图案的能力明显更慢。这导致系统的读取性能慢于假设其不受传感系统的热响应所限制的情况。附图说明图1是可应用本专利技术实施例、并具有探针的悬臂(介质面向上)的示意性透视图；图2A和2B分别是表示设置有介质的悬臂以及距离变化的示意性侧视图，其中已经通过结合到本专利技术实施例中的加热器将数据位写入到该介质中，而该距离变化是当悬臂上的探针与衬底的平坦表面啮合/进入或定位于表示数据的形态变化时所诱发的。图3是表示根据本专利技术第一实施例的加热器/FET装置的悬臂的探针侧示意性平坦表面图。图4是表示根据本专利技术第二实施例的加热器/FET装置的悬臂的示意性下侧平坦表面图。图5是表示根据本专利技术第三实施例的加热器/FET装置的悬臂的示意性下侧平坦表面图。图6是表示根据本专利技术第四实施例的加热器/FET装置的悬臂的示意性下侧平坦表面图。图7是表示加热器与本专利技术实施例中使用的FET之间的基本连接的电路图。图8是根据本专利技术第五实施例的悬臂的示意性顶部平坦表面图。图9是表示如何将加热器元件与图8所述装置中的FET串联的电路图。图10是表示提供了控制开关(选择FET)的电路图，该控制开关离开悬臂，并与传感FET和加热电阻器串联地设置。图11是表示如何在阵列中使用选择FET的电路示例，其中水平行是用于启动沿着行的任一传感器的选择线，并且其中于是操纵在不同列线上的电压以便选择一列。图12是设置为偏置FET传感器用于读取的电路的示意图，从信号中消除了不需要的DC并便于传感器FET的开关。图13是本专利技术第六实施例的示意性顶部平坦表面图。图14是本专利技术第七实施例的示意性顶部平坦表面图。具体实施例方式图1、2A和2B示出了可应用本专利技术实施例的一种类型的悬臂装置。悬臂100在其内侧端部支撑在基座部件102上，并在其外侧端部形成有探针104。在所示的装置中，悬臂100包括两个臂100A、100B，通过端部桥部件100C将两个臂的外侧端部互连。探针104形成在端部桥部件100C上。使用合适的掩模和蚀刻等类型的制造技术形成探针104，可以使其形成为至少部分不导电。活化材料层106设置在悬臂100的臂上，以便控制悬臂向介质108的弯曲，该介质108相对于悬臂100是可移动的，反之亦然。然而，活化材料106不限于使用本征地应变的材料，如果需要，可选择地由压电材料形成。例如，介质108由诸如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的可热形变材料层构成，其形成在适当的支撑衬底的表面之上。在这种情况下介质108是不导电的，可以局部加热介质108，以通过熔丝和将介质形态改变到使用探针104以图2A和2B所述的方式能够检测到该变化的程度，从而写入数据。介质108支撑在衬底110上，在该示例中，该衬底是导电的且电连接到传感器电路112，该传感器电路适于向衬底110施加偏压并产生可以用于选通FET的电场。因此，当介质108或悬臂100相对于另一个移动而呈现精确的坐标关系时，可以将悬臂向着介质移动。在以图2A所示的方式凹坑108A(或隔离的隆起)位于探针104下方的情况下，探针104进入凹坑(或与隆起的顶部啮合)表示数据位的存在。如果探针未找到凹坑或隆起，并处在诸如图2A所描述的介质的平坦表面上，则表示没有数据位。此外，可以将位进行编码，以便使从一种状态(凹坑、隆起或平坦表面)到另一种状态的特定改变将表示一位，且其它状态或改变表示没有位。本专利技术可以使用在接触存储器件检测模式中采用的其它编码技术，或在传感器介质系统的响应中占主导地位的其它响应。介质108的形态使得在介质108和其上形成探针104的悬臂100之间的距离或间隙发生变化。该距离的变化使FET(场效应晶体管)114对衬底110和悬臂100之间产生的电场的变化作出响应，该FET 114形成在悬臂100中接近探针处。该距离的变化根据介质108和悬臂100之间的间隙量来调整以通过FET 114的电流形式的信号。此外将传感器电路112设置为对通过FET 114的电流的变化作出响应，并由此检测悬臂100与衬底110之间距离的变化。在本专利技术的实施例中，加热器116与FET 114形成电路，并设置为通过导电轨迹或线来供电，其中该导电轨迹或线诸如通过掺杂(离子注入等)形成在悬臂100中，且对于加热器116和FET 114是共有的。图3中示意性地说明了本专利技术的第一实施例。但是应注意到，图3-6中所示的悬臂100的部分仅仅是能够朝向并离开介质108移动的悬臂100的端部部分。如所示的，在位于最接近于探针104的悬臂100的部分中，加热器116形成为具有适当电阻的导电区。通过相对于任一侧上轨迹的掺杂浓度控制掺杂浓度，可以控制加热器116的电阻，该任一侧上的轨迹掺杂浓度更重且因此能更好地导电。可以理解，探针104本身可以形成加热器的一部分以促进介质108的局部化加热和熔化。在本实施例中，悬臂100由硅形成，其已经以公知方式进行了掩模、蚀刻和掺杂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种读／写装置，包括：设置有介质（１０８）的悬臂（１００），该介质（１０８）相对于该悬臂（１００）可移动；与该悬臂相关联的器件（１１４），该器件配置为响应于该介质（１０８）和该悬臂（１００）之间电场的变化，该电场的变化由该介质和该悬臂之间距离的变化产生的；设置在该悬臂上的加热器（１１６），用于选择性地加热该介质并用于引发表示数据位的局部形态的变化；以及电互连该器件（１１４）和该加热器（１１６）的电路。
【技术特征摘要】
US 2003-12-17 10/736600;US 2004-4-20 10/8273701.一种读/写装置，包括设置有介质(108)的悬臂(100)，该介质(108)相对于该悬臂(100)可移动；与该悬臂相关联的器件(114)，该器件配置为响应于该介质(108)和该悬臂(100)之间电场的变化，该电场的变化由该介质和该悬臂之间距离的变化产生的；设置在该悬臂上的加热器(116)，用于选择性地加热该介质并用于引发表示数据位的局部形态的变化；以及电互连该器件(114)和该加热器(116)的电路。2.如权利要求1所述的读/写装置，其中该电路至少形成该器件之一的一部分。3.如权利要求1所述的读/写装置，其中该电路具有对于该器件和该加热器共有的部分。4.如权利要求1所述的读/写装置，还包括选择开关(550)，其与该加热器(516)和该器件(514)串联形成电路，并控制通过该加热器和该器件的电流通过。5.如权利要求4所述的读/写装置，还包括一个电路，其与串联连接的该选择开关(550)、加热器(516)和该器件(51...
【专利技术属性】
技术研发人员：RG梅希亚，RL希尔顿，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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