CN112992192A - 用于硬盘存储器系统的读/写设备以及对应的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本公开的各种实施例提供了用于硬盘存储器系统的读/写设备以及对应的制造工艺。该读/写设备包括固定结构；膜区域，包括被约束到固定结构的第一膜和第二膜以及介于第一膜与第二膜之间的中心部分；第一压电致动器和第二压电致动器，分别被机械地耦合到第一膜和第二膜；以及读/写头，被固定到膜区域的中心部分。可以控制第一压电致动器和第二压电致动器以导致第一膜和第二膜的对应的变形，第一膜和第二膜的所述变形导致读/写头相对于固定结构的对应的移动。

Description

用于硬盘存储器系统的读/写设备以及对应的制造工艺
技术领域
本公开涉及用于硬盘存储器系统的读/写设备；此外，本公开涉及对应的制造工艺。
背景技术
众所周知，现在有许多所谓的硬盘类型的存储器系统可用，它们中的每一个都包括相应的磁盘以及相应的读/写系统，该磁盘起存储器介质的作用并且可以从其中读取和写入数据。
图1示出了存储器系统1，该存储器系统1包括磁性材料的磁盘2，其中存在数据磁轨(其中一个数据磁轨由4代表和指示)。如图2和图3中所示，每个磁轨4包括多个磁性部分6；此外，每个磁性部分6的磁化状态(定向)，并且更准确的对应的数目的磁筹(Weissdomains)的磁化状态(定向)，可以与对应的逻辑值相关联，并且因此与对应的位的值相关联。
磁轨4的磁性部分6的读取/写入由读/写头8执行，读/写头8相对于磁盘2的位置经由执行系统10而变化，执行系统10通常包括臂12(图1)和滑块14(图2)。
特别地，假设相对于存储器系统1固定的正交参考系XYZ，臂12可以在对应的电机的作用下(未示出)围绕与轴线Z平行的第一轴线H1转动，该第一轴线H1相对于磁盘2横向交错并且横穿臂12的第一端。滑块14(图1中未示出)被约束到臂12的第二端以便能够在对应的电致动器的作用下(未示出)围绕第二轴线H2转动，该第二轴线H2与轴线Z平行并且横穿臂12的第二端。
如图2中所示，读/写头8被固定到滑块14并且以一定距离设置于磁盘2之上。如图3中所示，其中可以观察到磁盘2具有圆柱形状，并且如果我们参考表面Sdata来表示面对读/写头8的圆柱形状的基底，那么读/写头8与表面Sdata被分隔一段距离d(通常为1nm)。读/写头8与表面Sdata之间的间隙由空气占据。
在使用中，磁盘2由对应的电机(未示出)保持围绕第三轴线H3旋转；第三轴线H3与轴线Z平行并且与磁盘2的轴线重合。此外，执行系统10移动读/写头8，在第一近似，以与表面Sdata平行(即，与平面XY平行)的方式移动读/写头8。
特别地，执行系统10移动读/写头8以便每次都将其布置在所需的磁轨4上。此外，给定通用位置，其中读/写头8被布置在磁轨4上，并且考虑小尺寸的读/写头8，如图2和图3中所示，下方磁盘2的旋转导致布置在读/写头8下方的磁轨4的部分与130km/h的速度大致沿着方向D相对于读/写头8滑动。此外，如图3中所示，磁轨4的磁性部分6的宽度L(在垂直于方向D的方向上测量)通常小于50nm。再次参考图2和图3，其中表现了正交参考系X′Y′Z′，该正交参考系X′Y′Z′被固定到滑块14并且被定向使得轴线Z′与轴线Z平行，并且此外使得磁轨4相对于读/写头8滑动的上述方向D与轴线X′平行。
图4A和图4B中示出了在臂12、滑块14与读/写头8之间耦合的另一示例，分别突出显示：臂12围绕第一轴线H1旋转的运动(由R1指示)；以及滑块14围绕第二轴线H2旋转的运动(由R2指示)。
如图4C中所示，解决方案已知，其中执行系统10除了上述旋转以外，还能够使得读/写头8相对于滑块14平移(在图4C中由T指示)。特别地，参考图2和图3，需要将读/写头8在与轴线Y′平行的方向上相对于滑块14平移。以这种方式，读/写头8相对于磁轨4的定位可能特别精确，从而可能提高磁盘2的磁轨4的密度，并因此提高数据存储容量。
在J.Liu等人在斯普林格出版社的微系统技术(Microsystem Technologies)的“Thermal actuator for accurate positioning read/write element in hard diskdrive”(于2012年6月28日在线发表)的论文中描述了图4C中示出的类型的解决方案的示例；在该文档中，描述了热致动器，该热致动器能够使得读/写头相对于滑块平移。不幸的是，使用上述热致动器可能获得的沿Y′轴的可能平移的程度稍微有限(小于10nm)。
发明内容
本公开提供致动器设备，该致动器设备能够使得读/写头相对于滑块平移，并且至少部分地克服现有技术的缺点。
根据本公开，提供了读/写头设备以及对应的制造方法。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在将仅通过非限制性示例参考附图来描述各种实施例，其中：
图1示意性地示出了硬盘存储器系统的立体视图；
图2示意性地示出了图1中示出的存储器系统的一部分的放大的立体视图；
图3示意性地示出了图1中示出的、移除了一些部分的存储器系统的一部分的放大的立体视图；
图4A至图4C示意性地示出了硬盘存储器系统的执行系统的立体视图；
图5、图6和图9示意性地示出了致动器设备分别沿图7中示出的截面线V-V、VI-VI和IX-IX的横截面视图；
图7示意性地示出了图5、图6和图9中示出的、移除了一些部分的致动器设备的顶视图；
图8示意性地示出了图5、图6、图7和图9中示出的、移除了一些部分的致动器设备的一部分的立体视图；
图10至图15示意性地示出了制造工艺的连续步骤期间的半导体晶片的横截面视图(图11至图14参考相同的第一截平面，而图10和图15参考不同的第二截平面)；
图16示意性地示出了图15中示出的、移除了一些部分的晶片的立体视图；
图17示意性地示出了图15中示出的、在制造工艺的后续步骤之后并且在与第一截平面和第二截平面不同的第三截平面中的晶片的横截面视图；
图18示意性地示出了图17中示出的、移除了一些部分的晶片的立体视图；
图19示意性地示出了图17和图18中示出的、移除了一些部分的晶片的顶视图；
图20示意性地示出了图17中示出的、在制造工艺的后续步骤之后的晶片的横截面视图，该截面在第三截平面中选取；
图21示意性地示出了图20中示出的、移除了一些部分的晶片的一部分的立体视图；
图22示意性地示出了图21中示出的、在制造工艺的后续步骤之后移除了一些部分的晶片的部分的立体视图；
图23示意性地示出了图22中示出的、移除了一些部分的晶片的顶视图；
图24示意性地示出了图23中示出的晶片沿图23中示出的截面线XXIV-XXIV的横截面视图；
图25示意性地示出了另一晶片的一部分的立体视图；
图26示意性地示出了有两个晶片形成的组件的横截面视图；
图27和图28是示意性地示出了在图26中示出的、执行制造工艺的另一步骤之后的晶片组件的两个不同的横截面视图；
图29示意性地示出了在图28中示出的、执行制造工艺的另一步骤之后的晶片组件的相同截面；
图30和图31示意性地示出了在执行制造工艺的连续步骤期间另一晶片组件的横截面视图；
图32示意性地示出了图31中示出的、移除了一些部分的组件的顶视图；
图33至图38示意性地示出了图32中示出的组件的截面的立体视图；
图39示意性地示出了在使用中读/写头的立体视图；
图40和图41示意性地示出了读/写头设备的变型的顶视图；
图42示意性地示出了具有一些部分的晶片的立体视图；
图43和图44示意性地示出了在制造工艺的连续步骤期间包括图42的晶片的组件的横截面视图；
图45示意性地示出了通过分离图43和图44中示出的组件而获得的设备的立体视图；
图46示出了在图45中示出的、制造工艺的后续步骤之后的设备的侧视图；
图47示意性地示出了图46中示出的、移除了一些部分的设备的一部分的立体视图；
图48示意性地示出了在使用中读/写头的立体视图。
具体实施方式
图5示出了MEMS类型的致动器设备20，该致动器设备20包括(例如硅)半导体主体201，半导体主体201大致具有平行六面体的形状，并且在顶部和底部分别由第一表面S1和第二表面S2界定。此外，图5示出了正交参考系ABC，使得第一表面S1和第二表面S2与平面AB平行。
半导体主体201的厚度例如在50μm至500μm之间。此外，在半导体主体201内存在第一空腔22和第二空腔24，这些空腔例如具有平行六面体的形状，它们大致相同并且侧面平行或垂直于平面AB。
更详细地说，第一空腔22和第二空腔24延伸到相同的深度。特别地，如果我们分别用P1和P2表示第一空腔22和第二空腔24的顶壁，那么这些空腔与平面AB平行，并且与第一表面S1间隔一定距离Wf(例如，大约3μm)。所述距离Wf代表介于第一表面S1与第一空腔22和第二空腔24之间的半导体主体201的前部的厚度，并且在下文中称为膜区域M。因此，膜区域M包括第一膜和第二膜M′，M″(如图5中所示)，它们分别由延伸到第一空腔22和第二空腔24之上的半导体主体201的部分形成。
更详细地说，在顶视图(图7)中，第一空腔22和第二空腔24具有沿着轴线A的伸长形状并且沿着轴线A对齐。在第一腔22和第二腔24之间延伸是半导体主体201的一部分，在下文中称为中间半导体区23。此外，中间半导体区域23由膜区域M覆盖。
在半导体主体201下方存在介电材料的后层206。
如图6所示，此外，在半导体主体201中从第一表面S1开始延伸的是圆形沟槽TH，该圆形沟槽TH在与第二表面S2一定距离处延伸。特别地，圆形沟槽TH相对于第一空腔22和第二空腔24横向交错；此外，圆形沟槽TH横向界定半导体主体201的圆柱形部分VH。圆形沟槽TH的深度大致为第一表面S1和第二表面S2之间距离的80％。
致动器设备20还包括第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B，它们由热氧化物制成并且分别涂覆第一空腔22的壁和第二空腔24的壁。此外，致动器设备20包括第一外涂层区域25C，该第一外涂层区域25C是热氧化物并且在第一表面S1上以及在圆形沟槽TH内延伸。第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B和第一外涂层区域25C的厚度例如在0.2μm至3μm之间。
如果我们分别用P1′和P2′表示第一空腔22和第二空腔24的底壁，那么分别涂覆第一空腔22的顶壁P1和底壁P1′的第一内涂层区域25A的部分将被称为第一内涂层区域25A的第一部分25A′和第二部分′25A″(图5)。同样地，分别涂覆第二空腔24的顶壁P2和底壁P2′的第二内涂层区域25B的部分将在下面被称为第二内涂层区域25B的第一部分25B′和第二部分′25B″(图5)。
致动器设备20还包括第二外涂层区域27，该第二外涂层区域27是TEOS氧化物，并且在第一外涂层区域25C上延伸。第二外涂层区域27的厚度例如在0.1μm至1μm之间。
除此之外，第一外涂层区域25C和第二外涂层区域27设置于膜区域M之上。
致动器设备20还包括驱动系统35，该驱动系统35包括(例如，金属的，诸如铂)导电区域19，该导电区域19在设置于膜区域M之上的第一外涂层区域25C和第二外涂层区域27的部分上延伸。此外，导电区域19以一定距离部分地设置于第一空腔22和第二空腔24以及中间半导体区域23之上。
执行系统35还包括第一压电区域32和第二压电区域34，它们是压电材料(例如PZT)，并且在第一近似具有与平面AB平行布置的平面形状。
更详细地说，第一压电区域32和第二压电区域34大致相同，具有矩形形状，沿着轴线A伸长，并且被布置在与其直接接触的导电区域19上。
更详细地说，第一压电区域32和第二压电区域34相对于与平面BC平行的对称平面SH对称地布置。此外，第一空腔22和第二空腔24相对于对称平面SH对称地布置。此外，第一压电区域32和第二压电区域34分别以一定距离设置于第一空腔22和第二空腔24之上。
实际上，导电区域19起底部电极区域的作用，由第一压电区域32和第二压电区域34共享。
执行系统35还包括第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38，它们由金属材料(例如，铂、TiW或Ru)或氧化铱制成，彼此相同，并且以直接接触的方式分别设置于第一压电区域32和第二压电区域34之上。
致动器设备20还包括第三外涂层区域28，第三外涂层区域28是介电材料(例如，化学气相沉积中使用的氧化物，诸如TEOS或USG)，并且被布置在由导电区域19暴露的、遗留的第二外涂层区域27的部分上，以及由第一压电区域32和第二压电区域34暴露的、遗留的导电区域19的部分上。
致动器设备20还包括导电路径CP和第四外涂层区域29。
导电路径CP交替地介于第三外涂层区域28与第四外涂层区域29之间并且接触第一顶部电极区域36或第二顶部电极区域38。特别地，在图5和图6中可见的是路径CP′(图7中未示出)，该路径CP′接触第二顶部电极区域38的一部分，并且此外部分地延伸穿过第一外涂层区域25C、第二外涂层区域27和第三外涂层区域28，以接触半导体主体201的圆柱形部分VH，其将起到TSV的作用。
第四外涂层区域29是介电材料(例如，氮化硅)，并且在第三外涂层区域28的暴露部分上延伸、路径CP、CP′上延伸以及第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38的暴露部分上延伸。
如图7和图8中所示，致动器设备20中也存在第一沟槽T1和第二沟槽T2。在这方面，为了简化表示，图8中未示出导电区域19、导电路径CP、第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38、第三外涂层区域28和第四外涂层区域29、后层206和圆形沟槽TH；此外，为了简单起见，在图8中假设第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B具有无穷小的厚度，因此不示出。
第一沟槽T1和第二沟槽T2具有相同的形状，形状(大致)如平行六面体，它们在与轴线A平行的方向上延伸，相对于第一压电区域32和第二压电区域34对称。因此第一压电区域32和第二压电区域34介于第一沟槽T1和第二沟槽T2之间。
更详细地说，第一沟槽T1和第二沟槽T2中的每个沟槽设置于第一空腔22和第二空腔24之上，并且延伸穿过第一外涂层区域25C、第二外涂层区域27、第三外涂层区域28和第四外涂层区域29，以及穿过膜区域M与第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第一部分25A′、25B′。因此，第一沟槽T1和第二沟槽T2中的每个沟槽与下方的第一空腔22和第二空腔24通信或流动地耦合，并且在顶部和底部都是开放的。
更详细地说，第一沟槽T1和第二沟槽T2中的每个沟槽由相应的内侧壁和相应的外侧壁界定，该内侧壁与平面AC平行并且面向第一压电区域32和第二压电区域34，该外侧壁与平面AC平行并且朝外；特别地，在图7和图8中分别用PLT1和PLT2表示第一沟槽T1和第二沟槽T2的外侧壁。同样地，第一空腔22和第二空腔24中的每个空腔由相应的第一侧壁PLa和相应的第二侧壁PLb界定，该第一侧壁PLa与平面AC平行并且在顶视图中被布置在由第一压电区域32和第二压电区域34形成的组件的一侧，该第二侧壁PLb与平面AC平行并且在顶视图中被布置在由第一压电区域32和第二压电区域34形成的组件的另一侧。如上所述，如图7中所示，并且在不意味着失去一般性的情况下，第一沟槽T1的外侧壁PLT1与第一空腔22和第二空腔24的第一侧壁PLa大致共面；此外，第二沟槽T2的外侧壁PLT2与第一空腔22和第二空腔24的第二侧壁PLb大致共面。
如图7至图9中所示，致动器设备20还包括硅聚合物的可变形区域240。
详细地说，可变形区域240大致具有平行六面体的形状，并且在第一沟槽T1的外侧壁PLT1附近延伸。特别地，第一沟槽T1的外侧壁PLT1的一部分由可变形区域240形成。
更详细地说，如果我们用Pext表示界定半导体主体201的侧表面，该侧表面与平面AC平行，并且使得第一沟槽T1介于侧表面Pext与第一压电区域32和第二压电区域34之间，那么可变形区域240面朝侧表面Pext之上。换言之，可变形区域240介于横向界定半导体主体201的侧表面Pext与第一沟槽T1的外侧壁PLT1之间。因此，可变形区域240相对于第一沟槽T1横向交错，并且因此也相对于膜区域M横向交错。
如图9中所示(其中，为了有助于理解，用虚线表示的是第一空腔22和第二空腔24的体积，实际上在该截面中是不可见的)，可变形区域240竖直地延伸穿过第一外涂层区域25C、第二外涂层区域27、第三外涂层区域28和第四外涂层区域29，以及通过半导体主体201的一部分。
更详细地说，可变形区域240相对于对称平面SH具有对称形状。此外，可变形区域240的高度使得其穿透半导体主体201，深度至少等于表面延伸深度(用Sxx表示)，其在顶部界定了第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第二部分25A″、25B″(图9中也表示了这些部分，即使事实上它们在该视图中是不可见的，唯一的目的是有助于理解)。在不意味着失去一般性的情况下，在图8和图9中，可变形区域240穿透到半导体本体201中的深度等于第一空腔22和第二空腔24的底壁P1′和P2′的延伸深度。此外，在与轴线C平行的方向上，可变形区域240的延伸穿过半导体本体201的部分的高度例如大致为5μm。
如上所述，致动器设备20和与其相同的多个其它致动器设备(未示出)共同形成，从第一晶片200(图10)开始，并且遵循下文仅参考致动器设备20描述的制造工艺，除非另有规定。
如图10所示，最初提供的是包括半导体主体201的第一晶片200，该第一晶片200在顶部和底部分别由顶表面Stop和底面Sbot界定，该第一晶片200被设计为分别形成第一表面S1和第二表面S2。
此外，在半导体主体201内存在的是第一空腔22和第二空腔24，它们是掩埋型的，可以以本身已知的方式形成，并且由前半导体区域202覆盖，该前半导体区域202具有前述厚度Wf且被设计为形成膜区域M。
例如，第一空腔22和第二空腔24的形成可以如欧洲专利EP1577656中所述的来获得。在这种情况下，尽管未示出，但是对于第一空腔22和第二空腔24中的每个空腔，最初形成深沟槽，由半导体材料柱隔开；接着，在脱氧环境中执行外延生长，以便在半导体材料柱上生长外延层，该外延层在顶部闭合沟槽，捕获其中存在的气体。然后，执行热退火处理，该热退火处理导致半导体材料的原子迁移并形成空的掩埋空腔(除了可能的残余气体)，该空腔在底部界定了形成前半导体区域202的一部分的对应的悬置区域，即对应的膜。
接着，如图11中所示，执行干型的化学蚀刻，以选择性地移除半导体主体201的部分并形成从顶表面Stop延伸的圆形沟槽TH。
接着，如图12中所示，执行进一步的蚀刻以形成第一孔30和第二孔31，它们分别在顶表面Stop与第一空腔22和第二空腔24之间延伸，并且具有直径大致为2μm的圆柱形状。
然后，如图13中所示，执行热氧化工艺，其导致形成第一介电层205，该第一介电层205的厚度例如大致为1μm并且涂覆第一空腔22和第二空腔24的壁，而不填充它们。此外，第一介电层205涂覆第一孔30和第二孔31的侧壁，而不完全阻挡它们；特别地，涂覆第一孔30和第二孔31的侧壁的第一介电层205的部分分别横向界定第一开口A1和第二开口A2，第一开口A1和第二开口A2分别与第一空腔22和第二空腔24连通。此外，第一介电层205完全填充圆形沟槽TH并延伸以涂覆顶表面Stop。
第一介电层205被设计为形成第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B和第一外涂层区域25C。
再次参考图13，为了简单表示，由上述热氧化引起的前半导体区域202的厚度减小忽略不计。此外，热氧化还导致形成后层206，该后层206被布置在半导体主体201的底面Sbot上。
接着，如图14中所示，执行氧化TEOS的沉积，以便在第一介电层205上形成第二介电层207。特别地，如果我们用S205表示第一介电层205的顶表面，那么第二介电层207在表面S205上延伸。此外，第二介电层207在顶部闭合第一开口A1和第二开口A2，而不在第一近似穿透它们。
更详细地说，尽管未示出，但是第二介电层207的形成可以设想为厚度例如为1μm的TEOS的初始层(未表示)的沉积、后续的致密化过程和又后续的化学机械抛光(CMP)以将初始层的厚度减小到0.5μm；初始层的剩余部分由此形成第二介电层207。
第二介电层207被设计为形成第二外涂层区域27。
接着，如图15和图16中所示，以本身已知的方式，在第二介电层207上形成执行系统35。
特别地，形成铂的导电区域19，该导电区域19(以一定距离)设置于第一空腔22和第二空腔24和中间半导体区域23之上，中间半导体区域23介于第一空腔22和第二空腔24之间并在前半导体区域202下方延伸。此外，在导电区域19上形成的是第一压电区域32和第二压电区域34以及第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38。此外，形成第一涂层208和第二涂层209，它们分别由例如USG和氮化硅制成，并且被设计为分别形成第三外涂层区域28和第四外涂层区域29。再次以本身已知的方式，在第一涂层208和第二涂层209之间形成导电路径CP、CP′。
为简化表示，图16(以及后续的图18)仅示出半导体主体201、第一介电层205和第二介电层207、以及第一压电区域32和第二压电区域34以及两条虚线I22、I24，两条虚线I22、I24分别(大致)表示第一空腔22和第二空腔24在假设第一压电区域32和第二压电区域34的基底所在的平面中的投影；此外，图16示出了另外的轮廓线I30、I31，它们分别表示第一孔30和第二孔31在上述平面上的投影。
接着，如图17(其中为了有助于理解，第一空腔22和第二空腔24的轮廓由虚线表示，而虚线本身在该截面中是不可见的)和图18(对其进行了与图16相同的简化)中所示，执行一系列(例如干型的)化学蚀刻以形成凹槽215。再次参考图17，其中的轮廓由第一介电层205的部分(分别由205A′和205A″表示)的虚线(实际上，不可见)表示，这些部分分别涂覆第一空腔22的顶壁P1和底壁P1′，并且被设计为分别形成第一内涂层区域25A的第一部分25A′和第二部分25A″。此外，轮廓由第一介电层205的部分(分别由205B′和205B″表示)的虚线(实际上，不可见)表示，这些部分分别涂覆第二空腔22的顶壁P2和底壁P2′，并且被设计为分别形成第二内涂层区域25B的第一部分25B′和第二部分25B″。
实践中，除了半导体主体201与前半导体区域202临近的一部分，选择性地移除第一介电层205和第二介电层207的竖直对齐部分以及第一涂层208和第二涂层209的竖直对齐部分，以形成上述凹槽215，该凹槽215在顶表面Stop下方例如大致5μm的深度延伸，并且被设计为容纳可变形区域240。
详细地说，凹槽215大致具有平行六面体的形状，并且延伸穿过第一介电层205和第二介电层207和第一涂层208和第二涂层209，以及穿过半导体主体201的部分。此外，凹槽215相对于对称平面SH对称地布置。
更详细地说，如果我们用P3表示凹槽215的底壁，那么这延伸到的深度至少等于表面延伸的深度(用Skk表示，并且被设计为形成上述表面Sxx)，这些表面在顶部界定了第一介电层205的部分205A″和205B″。在不意味着失去一般性的情况下，在图17中壁P3与第一空腔22和第二空腔24的底壁P1′和P2′共面。
如图19中所示(为了简化表示，仅示出了半导体主体201、第一压电区域32和第二压电区域34、第一空腔22和第二空腔24以及凹槽215)，凹槽215沿着轴线B以第一方向相对于第一压电区域32和第二压电区域34横向交错。在不意味着失去一般性的情况下，第一孔30和第二孔31也沿着轴线B相对于第一压电区域32和第二压电区域34横向交错，但方向与上述第一方向相反。
更详细地说，如果我们用P4表示与平面AC平行并且靠近第一空腔22和第二空腔24的凹槽215的侧壁，那么在第一近似，壁P4与第一空腔22和第二空腔24的第一侧壁PLa共面。
接着，如图20和图21中所示，在凹槽215内形成的是初始可变形区域240′，该初始可变形区域240′是硅聚合物，被设计为形成可变形区域240，并填充凹槽215。例如，初始可变形区域240′的形成可以经由旋转和随后的排列的工艺来获得，使得初始可变形区域240′将面朝在顶部界定第二涂层209的表面S209之上。
接着，如图22(对其施加了与图8相同的简化)、图23和图24中所示，执行一系列新的(例如干型的)蚀刻，以形成第一沟槽T1和第二沟槽T2，并且因此使第一空腔22和第二空腔24可接近，因为，如前所述，第一沟槽T1和第二沟槽T2在向下打开时起管道的作用。
特别地，第一沟槽T1和第二沟槽T2的形成需要移除前半导体区202的外围部分，使得前半导体区202的剩余的中心部分形成膜区域M。第一沟槽T1和第二沟槽T2的形成此外还需要移除第一介电层205和第二介电层207以及移除第一涂层208和第二涂层209的部分。
继第一沟槽T1和第二沟槽T2形成后，第一介电层205被划分为第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B以及第一外涂层区域25C。
接着，如图26中所示，第一晶片200被机械地耦合到第二晶片299(如图25中所示)，该晶片299例如是由AlTiC合金制成的并且包括支撑主体300，其中形成有外壳空腔302(其中一个在图25中可见)。
第二晶片299的支撑主体300由基底表面304界定，外壳空腔302面朝该基底表面304上，外壳空腔302中的每个外壳空腔对应于第一晶片200的相应的致动器设备20。因此，在下文中，参考单个致动器设备20和对应的外壳空腔302，除非另有规定。
详细地说，第一晶片200被翻转并固定到第二晶片299。更特别地，致动器设备20被翻转并固定到支撑主体300，使得膜区域M以及因此第一空腔22和第二空腔24与第一压电区域32和第二压电区域34将设置于外壳空腔302之上。
在不意味着失去一般性的情况下，如图32中所示，耦合使得第一沟槽T1和第二沟槽T2的外侧壁PLT1、PLT2与外壳空腔302的下方侧壁大致共面，此外，外壳空腔302具有与轴线A平行的伸长形状，使得第一空腔22和第二空腔24以及因此第一压电区域32和第二压电区域34完全悬在外壳空腔302之上。相反，在顶视图中，初始可变形区域240′相对于壳体空腔302横向交错。
通过介于第二涂层209和基底表面304之间的(例如苯并环丁烯基树脂的)胶合区域305来获得耦合。初始可变形区域240′进入基台，紧靠胶合区域305的下方部分，因为它相对于外壳空腔302横向交错。
接着，如图27中所示，执行研磨和化学机械抛光的操作，以移除后层206并减小半导体主体201的厚度。特别的，如图28中所示，研磨和抛光导致半导体主体201的厚度连续两次减小(例如，减小至30μm，然后减小至25μm)，以暴露圆形沟槽TH和其中包含的第一外涂层区域25C的部分。在上述操作之后，半导体主体201在顶部由新的底面Sbot′界定。
接着，如图29中所示，形成接触区域。例如，图29显示了接触区域CP″，被布置在底面Sbot′之上，与圆柱形部分VH直接接触。
此外，层211在新底面Sbot′上形成，在下文中称为耦合层211。耦合层211是通过化学气相沉积沉积的USG或TEOS氧化物，并且具有例如1μm的厚度。接触区域CP″延伸穿过耦合层211。
然后，如图30中所示，顶部结构400在第一晶片200之上形成，特别是是在耦合层211上。
特别地，顶部结构400是通过铝土(氧化铝)的化学气相沉积而获得的。此外，顶部结构400包括多个本身已知类型的读/写头(R/W)404，即至少部分为铝土的部分，读/写头404中的每个读/写头包括可以由外部驱动电路电子控制的相应的导电线圈，以便被电信号(特别是电流)横穿，该电信号能够写入磁轨4或指示在磁轨4中存储的数据。图30和图43中示意性地示出了由405指示的线圈。
此外，顶部结构400包括相应的主体402，读/写头404被固定到主体402。主体402没有读/写线圈。
顶部结构400的主体402在耦合层211上形成；此外，每个读/写头404在对应的外壳空腔302上延伸，并且因此在对应的致动器设备20上延伸。在下文中，描述将被限制于单个读/写头404。此外，在下文中，面对第二晶片200的对侧的顶部结构400主表面被称为要蚀刻的表面Setch。
尽管未示出，但是对应的接触件在顶部结构400上形成，这些接触件被电连接到读/写头404的线圈405，并使读/写头404的线圈405能够与外部世界，特别是与相应的驱动电路电耦合。
接着，如图31和32中所示，从要蚀刻的表面Setch开始执行进一步的连续的(例如干型的)蚀刻，以便选择性地移除主体402横向围绕读/写头404的部分，以及耦合层211的下方部分和半导体主体201的下方部分，直到分别涂覆第一空腔22和第二空腔24的底壁P1′和P2′(即，第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的上述第二部分25A″、25B″)的第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的部分被蚀刻。然而，蚀刻不涉及分别涂覆第一空腔22和第二空腔24的顶壁P1和P2(即，第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的上述第一部分25A′、25B′)的第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的部分。在第一近似下，可以假设蚀刻操作在等于第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第二部分25A″、25B″延伸的深度处停止。
更详细地说，图31和图32中示出的蚀刻操作导致形成第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′，它们相对于对称平面SH对称布置并且在读/写头404的相对侧延伸。此外，在第一近似下，第一附加沟槽和第二附加沟槽T1′和T2′具有均匀的深度，如前所述，使得第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′横穿第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第二部分25A″、25B″，并且因此分别与第一空腔22和第二空腔24连通，但是不横穿第一涂层25A和第二涂层25B的第一部分25A′和第二部分25B′。
关于第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′的竖直延伸，存在第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第一部分25A′、25B′和第二部分25A″、25B″形成的氧化区域，使得能够精确控制蚀刻深度的延伸，例如使用第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第二部分25A″、25B″作为蚀刻停止点。
考虑到对称性，在下文中描述第一附加沟槽T1′，除非另有规定。与第一附加沟槽T1′的部分相同的第二附加沟槽T2′的部分由相同的参考标记指示，但“1”由“2”替换。此外，随后的描述参考图32至图38。关于图33至图38，为了简化表示，这里假设第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B、导电区域19、耦合层211、胶合区域305以及第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38不存在。此外，假设第一附加沟槽和第二附加沟槽T1′、T2′延伸至第一空腔22和第二空腔24的底壁P1′、P2′。此外，假设第一外涂层区域25C和第二介电层207形成区域Rox，在下文中称为薄区域Rox。同样地，假设第一涂层208和第二涂层209可以忽略不计，并且不存在导电路径CP。因此，初始可变形区域240′延伸到薄区域Rox。
再次参考图33至图38，所述图中所示的上述等高线I22、I24被投影在顶部结构400的顶表面上。此外，还示出了由I32和I34指示的并且分别表示(大约)第一压电区域32和第二压电区域34的轮廓的其他轮廓线。同样，用I*和I**指示的线分别表示第一沟槽T1和第二沟槽T2的内侧壁的投影，而用I302表示的是外壳空腔302的轮廓线。此外，分别用Wcavity、Wmembrane和Wox表示的是第一空腔22和第二空腔24的高度的投影、膜区域M的高度的投影和薄区域Rox的高度的投影。由Ibot_302表示的是外壳空腔302的底部基底高度的侧投影。
如上所述，第一附加沟槽T1′包括第一横向部分TT1′和第二横向部分TT1″以及纵向部分TL1′，如前所述，在第一近似下，它们延伸到相同深度并且具有平行六面体的形状。此外，第一横向部分和第二横向部分TT1′、TT1″与轴线B平行延伸，并且由纵向部分TL1′连接，纵向部分TL1′介于第一横向部分与第二横向部分TT1′、TT1″之间并且与轴线A平行延伸。为了简化表示，第一附加沟槽T1′的部分在图32、图34和图35中示出；第二附加沟槽T2′的部分在图32和图34中示出。
更详细地说，第一横向部分TT1′在主体402的一部分和半导体主体201的下方部分(以及穿过耦合层211的对应的部分，在下文中通常不再提及，除非另有规定)中延伸，其相对于外壳空腔302横向交错。此外，第一横向部分TT1′在主体402的一部分中延伸和在设置于第二沟槽T2之上的半导体主体201的下方部分中延伸，使得第一附加沟槽TT1的第一横向部分TT1′与下方第二沟槽T2连通。此外，第一横向部分TT1′延伸穿过主体402的一部分，并且在设置于第一空腔22之上的半导体主体201的下方部分以及与第一空腔22相邻的中间半导体区域23的一部分中延伸，以及穿过第一内涂层区域25A的第二部分25A″的下方部分(未示出)并且穿过中间半导体区域23的所述相邻部分。特别地，如图32中所示，在不意味着失去一般性的情况下，第一横向部分TT1′的形状(大致)相对于与平面BC平行的平面(未示出)对称，并且与第一空腔22的侧壁共面，该第一空腔22的侧壁与平面BC平行，靠近对称平面SH。在这方面，尽管未示出，但是其中在第一横向部分和第二横向部分TT1′、TT2′靠近对称平面SH到一点，该点不与第一空腔22和第二空腔24连通，这种变体是可能的。
第一附加沟槽T1′的纵向部分TL1′的轴线与平面CA平行，并且延伸穿过主体402的一部分和设置于第一空腔22之上的半导体主体201的下方部分，以及在第一内涂层区域25A的第二部分25A″的下方部分中延伸。在不意味着失去一般性的情况下，纵向部分TL1′与轴线A平行延伸，使得纵向部分TL1′的部分以一定距离设置于第一压电区域32的部分之上。
实际上，纵向部分TL1′伸入到第一空腔22内。
第二横向部分TT1″的第一部分连接直到纵向部分TL1′，并且在主体402的一部分中延伸以及在设置于第一空腔22之上的半导体主体201的下方部分中延伸，以及穿过第一内涂层区域25A的第二部分25A″的下方部分，以朝向第一空腔22。
第二横向部分TT1″的第二部分在主体402的一部分中延伸以及在设置于第一沟槽T1之上的半导体主体201的下方部分中延伸，使得第二横向部分TT1″的第二部分与下方第一沟槽T1连通。
最后，第二横向部分TT1″的第三部分在主体402的一部分中延伸以及在半导体主体201的下方部分中延伸，该第三部分相对于外壳空腔302横向交错并且设置于初步可变形区域240′之上。以这种方式，第二横向部分TT1″的第三部分暴露初始可变形区域240′的对应的部分。
换言之，第一附加沟槽T1′的第二横向部分TT1″的第一部分和第二部分都朝向第一空腔22。此外，第二横向部分TT1″的第一部分相对于第一沟槽T1横向交错，而第二横向部分TT1″的第二部分被布置在第一沟槽T1之上。第二横向部分TT1″的第三部分在下方由初始可变形区域240′界定。
实践中，第一附加沟槽T1′的第二横向部分TT1″和纵向部分TL1′延伸穿过主体402的部分，以便横向界定读/写头404。
如前所述，对于第二附加沟槽T2′，特别是对于第二附加沟槽T2′相对于第二空腔24、外壳空腔302、第二压电区域34和初始可变形区域240′的布置，应用了关于第一附加沟槽T1′的所述的，特别是关于第一附加沟槽T1′相对于第一空腔22、外壳空腔302、第一压电区域32和初始可变形区域240′的布置。
如图31和图36中所示，第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′的第二横向部分TT1″、TT2″横向界定半导体主体201的一部分(由1023指示)，该部分设置于中间半导体区域23之上并且设置于读/写头404之下；在下文中，半导体主体的所述部分被称为移动区域1023。
此外，第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′的第一横向部分TT1′、TT2′横向界定了桥结构999，该桥结构由与读/写头404相邻的主体402的一部分和由邻近移动区域1023的半导体主体201的下方部分形成。桥结构999的第一端被约束到固定主体，该固定主体由半导体主体201和主体402形成并且相对于第二晶片299的支撑主体300固定。桥结构999的第二端相对于读/写头404的第一端和下方移动区域1023的第一端固定，该移动区域1023设置于中间半导体区域23之上，并且因此设置于膜区域M的中心部分Mc之上，进而该中心部分Mc悬在外壳空腔302之上。因此，读/写头404被固定到膜区域M的中心部分Mc，该中心部分Mc介于第一膜M′和第二膜M″之间，即，在膜区域M的两个外围部分之间，第一压电区域32和第二压电区域34分别耦合到两个外围部分。
在下文将描述的切割操作之后，相对于第一端横向交错的读/写头404的第二端设置于移动区域1023的第二端之上，该移动区域1023设置于第一沟槽T1之上，横向延伸直到其面朝侧表面Pext之上，并且通过(由可变形区域240表示的)顺应区域被约束到固定主体。读/写头404的第一端和第二端以与轴线B平行的方向横向交错。第一膜M′和第二膜M″中的每个膜依次具有固定到半导体主体201的第一端以及相对于第一端在与轴线A平行的方向上横向交错并且固定到膜区域M的中心部分Mc的第二端。
再次参考制造工艺，对由第一晶片200和第二晶片299以及由顶部结构400形成的组件进行分离工艺，设想执行切割操作以形成子组件，每个子组件包括对应的致动器设备20和对应的读/写头404。这些切割操作包括沿与轴线A平行并且通过初始可变形区域240′的切割线CL(如图32中所示)执行切割。初始可变形区域240′的剩余部分形成可变形区域240。
尽管没有进一步表示，但是在切割操作之后，第二介电层207以及第一涂层208和第二涂层209的剩余部分分别形成第二外涂层区域27、第三外涂层区域28和第四外涂层区域29。此外，顶表面Stop和底面Sbot的剩余部分分别形成第一表面S1和第二表面S2。
在使用中，本申请人已经注意到如何能够在电压中控制第一压电区域32和第二压电区域34，以使膜区域M变形，并且在第一近似下导致移动区域1023后续的与轴线A平行的平移，并且因此也导致相对于移动区域1023固定的读/写头404的平移。所述移动的示例在图39中示出。
详细地说，在图39中，由1100指示的是由读/写头404和移动区域1023(以及介入在它们之间的耦合层211的部分)形成的移动主体，该移动主体具有平行六面体的形状，其沿着轴线C、B和A的尺寸分别为50μm、150μm和200μm。在向第一压电区域32和第二压电区域34中的一个压电区域施加大致30V的电压，并且随后在设置于施加该电压的压电区域之上的膜区域M的部分(即，第一膜M′或第二膜M″)发生变形后，在第一近似下，移动主体1100经历旋转平移。该旋转平移包括在大约30纳米的区域内与轴线A平行的平移(由DT指示)。在第一近似下，移动主体1100与轴线C平行的平移可忽略不计，因为它处于几十纳米的区域内。通过改变施加电压的压电区域，位移DT的方向相反。特别地，移动主体1100在承受电压的压电区域的方向上发生平移，即，变形。
移动主体1100的旋转平移导致可变形区域240的变形，在第一近似下，可变形区域240的顺应性不限制旋转平移的程度。
实践中，在执行分离操作之后，每个致动器设备20与对应的读/写头404共同形成MEMS(微机电系统)读/写设备1500，该读/写设备1500由上述侧表面Pext横向界定。此外，即使可变形区域240不存在的变体是可能的(换言之，凹槽215没有被初始变形区域240′填充的变体)，但是变形区域240的存在限制了面朝侧表面Pext之上的MEMS读/写设备1500的开口数目，仅限于设置于可变形区域240之上的第一附加沟槽和第二附加沟槽T1′、T2′的部分，其沿轴线A具有减小的宽度(例如，在0.5μm至2μm之间)。以这种方式，在相对于磁盘2的相对运动期间，移动主体1100承受的湍流空气动力的强度降低，并且因此减小由所述空气动力引起的移动主体1100的伪运动。在这方面，在使用中，它正是面向磁盘2的侧表面Pext。
如图40中所示，此外，还可能有变体，其中桥结构999的数目和形状与所描述的不同。例如，在图40中示出的实施例中，读/写头404的第一端被固定到彼此相同并且沿轴线A横向交错的两个桥接结构999。
如图41中所示，此外，读/写头404的第一端的约束系统可能与所描述的不同，并且例如包括一对弹簧1001，该弹簧由氧化铝制成，分别被布置在第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′内。特别地，每个弹簧1001被固定在读/写头404对应的部分与顶部结构400的主体402对应的部分之间。弹簧1001能够减小与轴线B平行的槽口深度。
参考图42和后续的附图描述制造工艺的变体。同样在这种情况下，该描述仅限于单个致动器设备20及其耦合的部分。
详细地说，如图42中所示，最初提供的第二晶片，这里由599指示。第二晶片599的基底表面在这里由604指示并且是平面的并且没有外壳空腔302；此外，第二晶片599的支撑主体由600指示。此外，第二晶片599可以是AlTiC或与AlTiC不同的材料制成的；例如，第二晶片599可以是由(例如，硅)半导体制成的。
在基底表面604上形成的是中间介电区域R′ox，其上形成的是第一压电区域32和第二压电区域34，以及(即使未示出)导电区域19与第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38。此外，如图43中所示，顶部介电区域Rtop在中间介电区域R′ox的暴露部分以及第一压电区域32和第二压电区域34上(更准确地说，在第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38上，图43中未示出)形成。尽管未示出，但是顶部介电区域Rtop可以依次由USG氧化层和覆盖的氮化硅层形成。
接着，再次如图43中所示，在第二晶片599上形成，特别是在顶部介电区域Rtop上形成的是顶部结构400，该顶部结构400包括主体402和读/写头404(包括对应的线圈405)，并且再次由要蚀刻的表面Setch在顶部界定。
接着，如图44中所示，执行蚀刻顶部结构400的工艺，以便从要蚀刻的表面Setch开始选择性地移除主体402中分别设置于第一空腔和第二空腔32、34之上的部分。以这种方式，形成第一凹槽622和第二凹槽624，凹槽大致具有圆锥形的形状，副基底分别在一定距离下设置于第一压电区域32和第二压电区域34之上。这种蚀刻操作是基于时间的类型。因此，第一凹槽622和第二凹槽624的底部分别由主体402的第一剩余部分642和第二剩余部分644形成，如果顶部介电区域Rtop存在那么第一剩余部分642和第二剩余部分644涂覆对应的部分，并且第一剩余部分642和第二剩余部分644分别设置于第一压电区域32和第二压电区域34之上。尽管未示出，但是在任何情况下变体都是可能的，其中执行蚀刻以使得顶部介电区域Rtop起到蚀刻停止的作用。在这种情况下，第一凹槽622和第二凹槽624的底部分别由顶部介电区域Rtop的第一部分和第二部分形成，它们分别设置于第一压电区域32和第二压电区域34之上。
第一凹槽622和第二凹槽624横向封闭，并且横向界定读/写磁头404，因此该读/写磁头404介于两者之间。
接着，以本身已知的方式执行由第二晶片599和顶部结构400形成的组件的分离操作，继该操作后形成MEMS读/写设备2500。该MEMS读/写设备2500在图45中示出，其中为了简单起见，不表示顶部介电区域Rtop、导电区域19以及第一顶部电极区域36和第二顶部电极区域38。
详细地说，切割使得由侧表面Pext限定的平面横穿第一凹槽622和第二凹槽624，因此不仅在顶部而且在一侧变得开放。此外，在不意味着失去一般性的情况下，切割通过主体402的第一剩余部分642和第二剩余部分644。此外，第一压电区域32和第二压电区域34与侧表面Pext的有一定距离，例如在5μm至10μm之间。实践中，继切割操作之后，第一凹槽622和第二凹槽624面朝侧表面Pext之上。
接着，如图46和图47中所示，从侧表面Pext开始执行蚀刻，以便选择性地移除第二晶片599的支撑主体600在中间介电区域R′ox下方延伸的部分，以形成一对沟槽，在下文中分别被称为第一侧沟槽LT1和第二侧沟槽LT2。
第一侧沟槽LT1和第二侧沟槽LT2彼此相同，并且相对于对称平面SH对称。考虑到对称性，在下文中仅描述第一侧沟槽LT1，除非另有规定。第二侧沟槽LT2的部分与第一侧沟LT2的部分相同，并且由相同的参考标记指示，但“1”由“2”替换。
详细地说，第一侧沟槽LT1包括纵向部分LTL1和竖直部分LTV1，在第一近似下，它们具有平行六面体的形状，并且在与轴线B平行的方向上具有相同的延伸。
第一压电区域32在纵向部分LTL1上完全延伸，此外延伸到与中间介电区域R′ox相邻。换言之，如图46中所示，纵向部分LTL1在顶部和底部分别由中间介电区域R′ox的对应的部分和第二晶片599的支撑主体600的对应的部分界定。然而，可能的实施例是，其中在纵向部分LTL1与中间介电区域R′ox之间存在支撑主体600的剩余部分。
竖直部分TLV1连接到纵向部分LTL1。此外，沿着轴线C，竖直部分TLV1的长度大于纵向部分LTL1的长度；例如，沿着轴线C，竖直部分TLV1的长度例如在100μm至500μm之间，而纵向部分LTL1的长度在1μm至3μm之间。
在侧视图中，竖直部分TLV1和纵向部分LTL1以90°布置，即形成L，并且竖直部分TLV1面向对称平面SH。
更详细地说，竖直部分TLV1相对于第一压电区域32横向交错并且被布置在读/写头404的下方。
实际上，第一侧沟槽LT1和第二侧沟槽LT2的竖直部分LTV1、LTV2横向界定了支撑主体600的一部分，该部分形成了具有平行六面体的形状的支撑结构1999。该平行六面体形状在三个侧表面是自由的，而在第四侧表面和底部基底上，它被固定到支撑主体600的剩余部分。读/写头404被固定到平行六面体形状的顶部基底，如下文中更详细地描述。
支撑结构1999相对于对称平面SH具有对称形状。第一压电区域32与第二压电区域34以及第一凹槽622与第二凹槽624关于支撑结构1999在相对侧延伸，而读/写头404关于支撑结构1999竖直对齐。
出于实践的目的，第一剩余部分642和第二剩余部分644与中间介电区域R′ox的下方部分和顶部介电区域Rtop的下方部分共同形成第一膜和第二膜，这里用M*和M**指示(图46)，它们面朝侧表面Pext之上。此外，第一侧沟槽LT1和第二侧沟槽LT2形成对应的横向开口的空腔，支撑结构1999在这些空腔之间延伸。这些空腔在顶部由中间介电区域R′ox的一部分封闭，该中间介电区域与第一剩余部分642和第二剩余部分644共同形成膜区域(图46中再次由M指示)，并且带有第一压电区域32和第二压电区域34，因此它们耦合到膜区域M对应的外围部分。中间介电区域R′ox的所述部分还带有读/写头404。
更详细地说，读/写头404相对于膜区域M的中心部分(在图46中再次由Mc指示)固定，该中心部分在中间介电区域R′ox中的一侧形成，介于膜区域M的外围部分之间，并且此外被固定到下方支撑结构1999。此外，而读/写头404的第一端面朝侧表面Pext之上并且因此是自由的，读/写头404的第二端与第一端相对并且在与轴线B平行的方向上与第一端对准，被固定到顶部结构400的主体402上。
如图48中所示，可以发现，通过依次向第一压电区域32和第二压电区域34施加电压，并因此导致被施加电压的压电区域变形，在第一近似，诱发导致读/写头404(和支撑结构1999)的平移，以与轴线A平行的方向朝向变形的压电区域。上述运动的特征，特别是程度，在第一近似下，与参考图39所述的特征相似。
此外在图46中示出的实施例中，第一膜M*和第二膜M**中的每个膜都具有固定到主体402和支撑主体600的第一端和相对于第一端在与轴线A平行的方向上横向交错并且被固定到膜区域M的中心部分Mc的第二端。
实际上，致动器设备和读/写头形成读/写设备，其提供了上述描述中明显出现的优点。特别地，可以相对于从第二晶片开始获得的支撑主体来平移读/写头，该支撑主体起滑块的作用。此外，所述平移的程度明显高于根据现有技术的解决方案可以获得的程度。
最后，清楚的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以对本文所描述和说明的内容进行修改和变更。
例如，为了考虑制造工艺的可能公差，对齐可能与所描述的不同。特别地，第一空腔22和第二空腔24与第一沟槽T1和第二沟槽T2之间的对齐可以改变，以及相对于外壳空腔的对齐可以改变。同样地，第一附加沟槽T1和第二附加沟槽T2′的形状和布置可以改变。
此外，第一空腔22和第二空腔24可能具有没有氧化物涂层的壁，然而，在这种情况下，第一附加沟槽T1和第二附加沟槽T2′的深度控制可能更具问题。
压电区域的数目和形状可能相对于所描述的而变化。
如前所述，材料可能不同于所描述的材料以及/或者区域可能存在于所描述的区域之外。例如，金属路径可以在顶部结构400的主体402内延伸。
第一附加沟槽T1′和第二附加沟槽T2′可以分别在第一内涂层区域25A和第二内涂层区域25B的第二部分25A″、25B″的对应的部分上终止，而无需穿过它们。在这种情况下，事实上，将界定第一附加沟槽和第二附加沟槽T1′、T2′的底部的第二部分25A″、25B″的部分将会很薄直至在第一次执行时会发生故障。
上述各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。
可以根据上述详细描述对实施例进行这些和其他更改。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应该被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的特定实施例，而应该被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求有权获得的全部等效物的范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (29)

1.一种读/写设备，用于硬盘存储器系统，所述读/写设备包括：
固定结构；
膜区域，包括被耦合到所述固定结构的第一膜和第二膜，以及介于所述第一膜与所述第二膜之间的中心部分；
第一压电致动器和第二压电致动器，分别被机械地耦合到所述第一膜和所述第二膜；以及
读/写头，被固定到所述膜区域的所述中心部分，
其中所述第一压电致动器和所述第二压电致动器被配置为分别导致所述第一膜和所述第二膜中的对应的变形，
所述第一膜和所述第二膜中的所述变形导致所述读/写头相对于所述固定结构的对应的移动。
2.根据权利要求1所述的读/写设备，其中所述读/写设备由侧表面横向界定，所述读/写头设置于所述膜区域的所述中心部分之上，并且所述读/写头具有被固定到所述固定结构的第一端以及相对于所述第一端横向交错并且在所述侧表面上延伸的第二端。
3.根据权利要求2所述的读/写设备，其中所述读/写头的所述第一端和所述第二端被以第一方向布置；并且
其中所述第一膜和所述第二膜中的每个膜具有被固定到所述固定结构的第一端以及被固定到所述膜区域的所述中心部分的第二端，所述第一膜和所述第二膜中的每个膜的所述第一端和所述第二端沿着与所述第一方向横向的第二方向布置。
4.根据权利要求3所述的读/写设备，其中所述固定结构界定主空腔，并且所述膜区域悬在所述主空腔之上；
其中所述读/写设备还包括半导体主体，所述半导体主体形成所述固定结构和所述膜区域的部分，并且所述半导体主体容纳第一次级空腔和第二次级空腔；
其中所述第一压电致动器和所述第二压电致动器被布置在所述膜区域的第一侧，面向所述主空腔；
其中所述第一次级空腔和所述第二次级空腔被布置在所述膜区域的第二侧并且分别在所述第一压电致动器和所述第二压电致动器之上，并且所述第一次级空腔和所述第二次级空腔横向界定所述半导体主体的中间部分，所述中间部分介于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔之间并且设置于所述膜区域的所述中心部分之上；
其中所述半导体主体包括移动部分，所述移动部分设置于所述中间部分之上；并且
其中所述读/写头被固定到所述半导体主体的所述移动部分。
5.根据权利要求4所述的读/写设备，还包括：
顶部结构，包括与所述半导体主体的材料不同的材料，所述顶部结构设置于所述半导体主体之上，并形成所述读/写头；
第一顶部沟槽和第二顶部沟槽，向下延伸，穿过所述顶部结构、以及所述半导体主体的部分，分别延伸直到所述第一次级空腔和所述第二次级空腔，以横向界定：
移动组，包括所述读/写头和所述半导体主体的所述移动部分；以及
连接结构，包括所述顶部结构的部分和所述半导体主体的部分，所述顶部结构的部分和所述半导体主体的部分分别相对于所述读/写头和相对于所述移动部分横向交错，所述连接结构具有相应的第一端和相应的第二端，所述相应的第一端和所述相应的第二端分别被固定到所述固定结构和所述移动组。
6.根据权利要求5所述的读/写设备，还包括：
第一底部沟槽和第二底部沟槽，向上延伸，穿过所述半导体主体，直到所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽与所述第一次级空腔和所述第二次级空腔流动地耦合，其中所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽在所述主空腔之上延伸并且横向界定所述膜区域。
7.根据权利要求6所述的读/写设备，其中所述半导体主体的所述移动区域横向延伸以设置于所述第一底部沟槽的一部分之上并且在所述侧表面之上、所述读/写头的所述第二端下方延伸；
其中所述读/写设备还包括可变形区域，所述可变形区域介于所述第一底部沟槽与所述侧表面之间，并且在所述侧表面之上、所述半导体主体的所述移动区域下方延伸。
8.根据权利要求7所述的读/写设备，其中所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽在所述侧表面之上延伸，并且所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽部分由所述可变形区域界定；以及
其中所述可变形区域防止所述第一底部沟槽接近所述侧表面。
9.根据权利要求7所述的读/写设备，其中所述可变形区域是硅聚合物的。
10.根据权利要求4所述的读/写设备，其中所述固定结构包括底部主体；并且
其中所述半导体主体介于所述顶部结构和所述底部主体之间；并且
其中所述主空腔在所述底部主体中延伸。
11.根据权利要求10所述的读/写设备，其中所述顶部结构至少部分地由氧化铝制成。
12.根据权利要求10所述的读/写设备，其中所述底部主体是AlTiC合金的。
13.根据权利要求2所述的读/写设备，包括：
底部主体和顶部结构，在所述底部主体上延伸并且形成所述读/写头；
其中所述底部主体的部分和所述顶部结构的部分构成所述固定结构；
其中所述底部主体容纳第一次级空腔和第二次级空腔，所述第一膜和所述第二膜分别在所述第一次级空腔和所述第二次级空腔上延伸；
其中所述第一次级空腔和所述第二次级空腔横向界定所述底部主体的支撑部分，所述底部主体的所述支撑部分介于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔之间；
其中所述膜区域的所述中心部分设置于所述底部主体的所述支撑部分之上；并且
其中所述第一次级空腔和所述第二次级空腔横向开放并且在所述侧表面之上延伸。
14.根据权利要求13所述的读/写设备，还包括：
第一凹槽和第二凹槽，延伸穿过所述顶部结构，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别设置于所述第一薄膜和所述第二薄膜之上，并且所述第一凹槽和所述第二凹槽横向界定所述读/写头，所述读/写头介于所述第一凹槽与所述第二凹槽之间；
其中所述第一压电致动器介于所述第一凹槽与所述第一次级空腔之间；并且
其中所述第二压电致动器介于所述第二凹槽与所述第二次级空腔之间。
15.根据权利要求14所述的读/写设备，其中所述顶部结构至少部分地由氧化铝制成。
16.根据权利要求13所述的读/写设备，其中所述底部主体是AlTiC的。
17.一种存储器系统，包括：
磁盘，具有被配置为存储数据的多个磁轨；以及
读/写设备，包括：
固定结构；
膜区域，包括被耦合到所述固定结构的第一膜和第二膜以及介于所述第一膜和所述第二膜之间的中心部分；
第一压电致动器和第二压电致动器，分别被机械地耦合到所述第一膜和所述第二膜；以及
读/写头，被固定到所述膜区域的所述中心部分，
其中所述第一压电致动器和所述第二压电致动器被配置为分别导致所述第一膜和所述第二膜中的相应的变形，
所述第一膜和所述第二膜中的所述变形导致所述读/写头相对于所述固定结构的对应的移动，
所述读/写设备由侧表面横向界定，
所述读/写头设置于所述膜区域的所述中心部分之上，并且所述读/写头具有被固定到所述固定结构的第一端以及相对于所述第一端横向交错并且在所述侧表面上延伸的第二端，
所述侧表面在磁盘之上延伸。
18.一种用于制造读/写设备的工艺，所述读/写设备用于硬盘存储器系统，所述工艺包括：
形成固定结构；
形成膜区域，所述膜区域包括被耦合到所述固定结构的第一膜和第二膜，以及介于所述第一膜与所述第二膜之间的中心部分；
形成第一压电致动器和第二压电致动器，所述第一压电致动器和所述第二压电致动器分别被机械地耦合到所述第一膜和所述第二膜；以及
形成读/写头，所述读/写头被固定到所述膜区域的所述中心部分，
其中，所述第一压电致动器和所述第二压电致动器的形成包括：形成所述第一压电致动器和所述第二压电致动器，使得所述第一压电致动器和所述第二压电致动器被配置成分别导致所述第一膜和所述第二膜的对应的变形，
所述第一膜和所述第二膜中的变形导致所述读/写头相对于所述固定结构的对应的移动。
19.根据权利要求18所述的工艺，还包括：
形成横向界定所述读/写头的侧表面，其中所述读/写头的所述形成包括形成所述读/写头，使得所述读/写头设置于所述膜区域的所述中心部分之上，并且所述读/写头具有被固定到所述固定结构的第一端以及相对于所述读/写头的第一端横向交错并且在所述侧表面上延伸的第二端。
20.根据权利要求19所述的工艺，其中所述读/写头的所述第一端和所述第二端被以第一方向布置；并且
其中所述第一膜和所述第二膜中的每个膜具有被固定到所述固定结构的第一端以及被固定到所述膜区域的所述中心部分的第二端，所述第一膜和所述第二膜中的每个膜的所述第一端和所述第二端被沿着相对于所述第一方向横向的第二方向布置。
21.根据权利要求20所述的工艺，还包括：
在由前表面界定的中间晶片的半导体主体中，形成掩埋型的第一次级空腔和第二次级空腔，所述第一次级空腔和所述第二次级空腔被横向交错，使得在所述前表面与所述第一次级空腔和所述第二次级空腔之间延伸的是前半导体区域，所述第一次级空腔和所述第二次级空腔横向界定所述半导体主体的中间部分，所述半导体主体的中间部分介于所述第一次级空腔与所述第二次级空腔之间并且设置于所述膜区域的所述中心部分之下；
通过所述前半导体区域，形成分别与所述第一次级空腔和所述第二次级空腔流动地耦合的第一孔和第二孔；
形成第一介电层，所述第一介电层延伸穿过所述第一孔和第二孔并且内部地位于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔的所述壁上；
在所述前表面上形成所述第一压电致动器和所述第二压电致动器，使得所述第一压电致动器和所述第二压电致动器分别设置于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔之上；
形成凹槽，所述凹槽延伸穿过所述半导体主体并且相对于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔横向交错；
在所述凹槽内形成初始可变形区域；以及
选择性地移除所述前半导体区域的部分以形成第一底部沟槽和第二底部沟槽，所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽在所述第一压电致动器和所述第二压电致动器的相对侧延伸，所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽中的每个底部沟槽向下延伸，直到所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽与第一次级空腔和第二次级空腔流动地耦合，所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽横向界定所述膜区域，所述第一底部沟槽介于所述膜区域与所述初始可变形区域之间。
22.根据权利要求21所述的工艺，其中所述第一次级空腔和所述第二次级空腔中的每个次级空腔由相应的底壁界定，所述相应的底壁由所述第一介电层的对应的部分涂覆，所述对应的部分在所述顶部由相应的顶表面界定；并且
其中所述凹槽的所述形成包括：形成所述凹槽，使得所述凹槽延伸至一深度，所述深度至少等于所述第一介电层的所述部分的所述顶表面延伸到的深度。
23.根据权利要求21所述的工艺，还包括：
将所述中间晶片耦合到底部晶片，所述底部晶片包括界定主空腔的支撑主体，所述耦合包括布置所述中间晶片使得所述膜区域介于所述第一次级空腔和所述第二次级空腔与所述主空腔之间；
在所述中间晶片上形成包括所述读/写头的顶部结构，并且其中所述顶部结构的形成包括在所述半导体主体的移动部分上形成所述读/写头，所述半导体主体的所述移动部分设置于所述半导体主体的所述中间部分之上；
选择性地移除所述顶部结构的部分和所述半导体主体的下方部分，以形成第一顶部沟槽和第二顶部沟槽，所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽延伸穿过所述顶部结构、以及所述半导体主体的部分，直到所述第一沟槽和所述第二沟槽分别与第一次级空腔和第二次级空腔流动地耦合，以横向界定移动组，其中所述移动组包括：
所述读/写头和所述半导体主体的所述移动部分，以及
连接结构，包括所述顶部结构的部分和所述半导体主体的部分，所述顶部结构的部分和所述半导体主体的部分分别相对于所述读/写头和相对于所述移动部分横向交错，所述连接结构具有相应的第一端和相应的第二端，所述相应的第一端和所述相应的第二端分别被固定到所述固定结构和所述移动组，所述固定结构由所述半导体主体的所述顶部结构的部分和所述支撑主体的部分形成。
24.根据权利要求23所述的工艺，其中所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽横向延伸以设置于所述初始变形区域的对应的部分之上并且暴露所述初始变形区域的所述对应的部分。
25.根据权利要求24所述的工艺，其中所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽横向延伸，使得所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽中的每个顶部沟槽设置于所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽两者之上。
26.根据权利要求23所述的工艺，其中所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽的所述形成包括：形成所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽，使得所述第一顶部沟槽和所述第二顶部沟槽至少延伸到所述第一介电层的对应的部分，所述对应的部分涂覆所述第一次级空腔和所述第二次级空腔的底壁。
27.根据权利要求26所述的工艺，还包括：
沿着穿过所述初始可变形区域的切割线切割所述顶部结构、所述中间晶片以及所述底部晶片。
28.根据权利要求19所述的工艺，还包括：
在底部晶片的支撑主体上形成所述第一压电致动器和所述第二压电致动器；
在所述底部晶片上形成包括所述读/写头的顶部结构；
选择性地移除所述顶部结构的部分以形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别被布置在所述读/写头的相对侧，并且所述第一凹槽和所述第二凹槽分别设置于所述第一压电致动器和所述第二压电致动器之上；
选择性地移除分别布置在所述第一压电致动器和所述第二压电致动器下方的支撑主体的部分，以形成第一底部沟槽和第二底部沟槽，所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽界定所述第一膜和所述第二膜并且横向地打开以在所述侧表面上延伸，
其中，所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽横向界定所述底部主体的支撑部分，所述支撑部分介于所述第一次级空腔与所述第二次级空腔之间，所述读/写头被固定到所述底部主体的所述支撑部分。
29.根据权利要求28所述的工艺，还包括：
在形成所述第一凹槽和所述第二凹槽之后并且在形成所述第一底部沟槽和所述第二底部沟槽之前，沿着横穿所述第一凹槽和所述第二凹槽的切割线切割所述底部晶片和所述顶部结构，以横向打开所述第一凹槽和所述第二凹槽并形成所述侧表面。
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