JP2014225317A - マイクロアクチュエータおよびディスクドライブ - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロアクチュエータへのパシベーション層の向上した接着を有するいくつかの構造およびそれらの構造を作製する方法を提供する。【解決手段】ディスクドライブ用マイクロアクチュエータは、基板と、基板上のサンドイッチ構造と、基板およびサンドイッチ構造上方のパシベーション層とを備える。サンドイッチ構造は、貴金属から形成される底部電極と、圧電層と、貴金属から形成される頂部電極とを有する。マイクロアクチュエータはさらに、底部電極とパシベーション層との間に存在する底部接着層および頂部電極とパシベーション層との間に存在する頂部接着層のうち一方または両方を有する。すなわち、マイクロアクチュエータは、底部接着層のみ、頂部接着層のみ、または底部接着層および頂部接着層の両方を有し得る。【選択図】図１
Description
背景
ハードディスクドライブシステム（ＨＤＤ）は典型的に、１つ以上のデータ記憶ディスクを含む。スライダによって運ばれる変換ヘッドは、ディスク上のデータトラックからの読出またはこれへの書込に用いられる。ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）は、トランスデューサが、媒体表面のトポグラフィに従うように複数の軸に沿ってジンバルで支えられるようにすることによって、トラックに隣接したデータトランスデューサヘッドの正確な位置決めを可能にする。マイクロアクチュエータは、ＨＧＡの共振モードを低減し、二次位置制御能力を与える。マイクロアクチュエータは、ＨＧＡトランスデューサの制御された回転を誘導するように、圧電（ＰＺＴ）材料または他の材料から形成可能である。動作可能であるが、現在のマイクロアクチュエータ設計に関連の限界は、増大するＨＧＡ積層高さの必要性、非対称の駆動および共振特性の導入、増大するＨＧＡ予荷重力集中、およびマイクロアクチュエータおよびスライダに別個に電気制御信号をルーティングするためのＨＧＡ中の付加的なインターポーザ構造の必要性を含み得る。
ハードディスクドライブシステム（ＨＤＤ）は典型的に、１つ以上のデータ記憶ディスクを含む。スライダによって運ばれる変換ヘッドは、ディスク上のデータトラックからの読出またはこれへの書込に用いられる。ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）は、トランスデューサが、媒体表面のトポグラフィに従うように複数の軸に沿ってジンバルで支えられるようにすることによって、トラックに隣接したデータトランスデューサヘッドの正確な位置決めを可能にする。マイクロアクチュエータは、ＨＧＡの共振モードを低減し、二次位置制御能力を与える。マイクロアクチュエータは、ＨＧＡトランスデューサの制御された回転を誘導するように、圧電（ＰＺＴ）材料または他の材料から形成可能である。動作可能であるが、現在のマイクロアクチュエータ設計に関連の限界は、増大するＨＧＡ積層高さの必要性、非対称の駆動および共振特性の導入、増大するＨＧＡ予荷重力集中、およびマイクロアクチュエータおよびスライダに別個に電気制御信号をルーティングするためのＨＧＡ中の付加的なインターポーザ構造の必要性を含み得る。
要約
本開示は、パシベーション層によってマイクロアクチュエータの保護を与えることにより、ヘッドジンバルアセンブリの改良を提供する。この開示は、マイクロアクチュエータへのパシベーション層の向上した接着を有するいくつかの構造およびそれらの構造を作製する方法を提供する。
本開示は、パシベーション層によってマイクロアクチュエータの保護を与えることにより、ヘッドジンバルアセンブリの改良を提供する。この開示は、マイクロアクチュエータへのパシベーション層の向上した接着を有するいくつかの構造およびそれらの構造を作製する方法を提供する。
この開示の１つの特定的な実施形態は、基板と、基板上のサンドイッチ構造と、基板およびサンドイッチ構造上方のパシベーション層とを備えるマイクロアクチュエータである。サンドイッチ構造は、貴金属から形成される底部電極と、圧電層と、貴金属から形成される頂部電極とを有する。マイクロアクチュエータはさらに、底部電極とパシベーション層との間に存在する底部接着層および頂部電極とパシベーション層との間に存在する頂部接着層とのうち一方または両方を有する。すなわち、マイクロアクチュエータは、底部接着層のみ、頂部接着層のみ、底部接着層および頂部接着層の両方を有し得る。
この開示の別の特定的な実施形態は、ケイ素基板と、基板上の底部電極と、底部電極の第１のセクション上のかつこれに接する圧電層と、圧電層上のかつこれに接する頂部電極と、底部電極の第２のセクション上の底部接着層と、頂部電極上の頂部接着層と、底部接着層および頂部接着層の上方のパシベーション層とを備えるマイクロアクチュエータである。
この開示のまた別の特定的な実施形態は、マイクロアクチュエータと、サスペンションアセンブリと、ヘッドジンバルアセンブリとを備えるディスクドライブである。マイクロアクチュエータは、ケイ素基板と、白金、イリジウム、ルテニウム、またはロジウムのうち１つを含む、基板上の底部電極と、底部電極の第１のセクション上のかつこれに接する圧電層と、圧電層上のかつこれに接する、白金、イリジウム、ルテニウム、またはロジウムのうち１つを含む頂部電極と、底部電極の第２のセクション上の底部接着層と、頂部電極上の頂部接着層と、底部接着層および頂部接着層の上方の誘電パシベーション層とを有することができる。
これらおよびさまざまな他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読むと明らかになるであろう。
開示は、添付の図面と関連して開示のさまざまな実施形態の以下の詳細な説明を考慮するとより完全に理解され得る。
詳細な説明
本実施形態は、最も一般的には、マイクロアクチュエータに基づくヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）に関する。圧電（ＰＺＴ）材料上方にパシベーション層を設けることによってヘッドジンバルアセンブリを保護するための改良が開示される。この開示は、マイクロアクチュエータへのパシベーション層の向上した接着を有するいくつかの構造およびそれらの構造を作製する方法を提供する。
本実施形態は、最も一般的には、マイクロアクチュエータに基づくヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）に関する。圧電（ＰＺＴ）材料上方にパシベーション層を設けることによってヘッドジンバルアセンブリを保護するための改良が開示される。この開示は、マイクロアクチュエータへのパシベーション層の向上した接着を有するいくつかの構造およびそれらの構造を作製する方法を提供する。
以下の説明では、その一部を形成し、その中で、一例として、少なくとも１つの具体的実施形態を示す添付の図面を参照する。以下の説明は付加的な具体的実施形態を提供する。本開示の範囲または精神から逸脱することなく、他の実施形態が企図されかつなされ得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捉えられるべきではない。本開示はそのように限定されていないが、以下に提供される例の検討から開示のさまざまな局面の認識が得られる。
他に示していなければ、特徴の大きさ、量、および物性を表現するすべての数は、「約」という用語で修正されると理解されるべきである。したがって、そうでないと示されなければ、述べられる数値パラメータは、本明細書中に開示される教示を利用して当業者が得ることが求められる所望の性質に依存して異なり得る近似である。
本明細書中で用いるように、単数形「ａ」、「an」、および「the」は、内容が明確にそうでないと述べていなければ、複数形の指示対象を有する実施形態を包含する。この明細書および付随の請求項で用いられるように、「または」という用語は、内容が明確にそうでないと示していなければ、「および／または」を含む意味で一般的に用いられる。
「下」、「上」、「より下」、「の下」、「より上」、「の上」などを含むがこれらに限定されない空間に関連の用語は、本明細書中で用いられることがあれば、ある要素の別の要素に対する空間的関係を記載する説明の容易のために利用される。そのような空間に関連の用語は、図に示され、本明細書中に記載される特定の向きに加えて、装置の異なる向きを包含する。たとえば、図に示される構造が反転されるまたはひっくり返されれば、他の要素の下にまたはそれより下にあると先に説明された部分は、今度は、それらの他の要素より上にあるであろう。
図１を参照して、ディスクドライブまたはデータ記憶装置１００の上面斜視図が示される。記憶装置１００は、本発明のさまざまな実施形態を実践可能な例示的な実施形態を示すように設けられる。しかしながら、請求される発明はそのように限定されるものではないことが理解される。
装置１００は、ベースデッキ１０４および頂部カバー１０６から形成される封止された筐体１０２を含む。スピンドルモータ１０８は、多数の実施形態では複数の記憶媒体またはディスク１１０であるディスクなどの少なくとも１つの記憶媒体を回転させるように構成される。ディスク１１０は、各々がヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１１２によって支持されるデータトランスデューサの対応するアレイによってアクセスされる。図１は２つの磁気記録ディスクおよび４つの対応のヘッドの使用を示すが、他の数のヘッドおよびディスク（単一のディスクなど）ならびに他の種類の媒体（光学媒体など）を所望により代替的に利用することができる。
各々のＨＧＡ１１２は、好ましくは、剛性のアクチュエータアーム１１８によって支持される可撓性のサスペンションアセンブリ１１６を含む（アクチュエータとも称される）ヘッド積層アセンブリ１１４によって支持される。アクチュエータ１１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１２２への電流の印加によって、カートリッジ担持アセンブリ１２０の周りを回動する。このように、ＶＣＭ１２２の制御された動作は、ＨＧＡ１１２のトランスデューサをディスク表面上に規定されるトラック（図示せず）と整列させて、これにデータを記憶する、またはそこからデータを検索する。
プリント回路ケーブル１２４は、アクチュエータ１１４と外部に配列される装置プリント回路基板（ＰＣＢ）１２６上の装置制御電子部品との間の電気通信を提供する。プリント回路ケーブル１２４は、ＰＣＢ１２６との装置１００のいくつかの異なる構成要素の通信を可能にする複数の回路を含むことができる。
図２は、アクチュエータが要素１１４として同定される、図１のデータ記憶装置で用いることができる例示的なアクチュエータ１３０を示す。アクチュエータ１３０は、予荷重曲げセクション１３６を介してロードビーム１３４を支持するベース１３２を有する。ベース１３２、ロードビーム１３４、およびセクション１３６はともに、図１のアクチュエータアーム１１８のような剛性のアームを形成する。（図１ではＨＧＡ１１２として同定される）ＨＧＡ１４０は、ロードビーム１３４の遠端で支持され、ジンバルプレート１４２および窪み（別個に図示せず）を介した縦揺れ（ｘ軸）および横揺れ（ｙ軸）方向に沿った多軸回転のためにジンバルで支持されるデータトランスデューサまたはヘッドを含む。
ＨＧＡ１４０は、関連のディスク表面に面する担持面（bearing surface）を有するスライダを含む。担持面は、ディスク表面の高速回転によって確立される流体の流れと相互作用して、表面に隣接してスライダを流体力学的に支持する。そのような担持面はしばしば、大気以外の異なる流体（たとえばヘリウムなどの不活性ガス）が装置１００の筐体１０２内に保持されるときですら、「空気担持」面（air bearing surface）と称される。読出および書込データ変換要素は、その後縁に沿ってスライダに搭載されて、媒体面から／へデータを変換する。スライダの制御された連結は、マイクロアクチュエータをＨＧＡ１４０に組込むことによって実現される。
図３に例示的なＨＧＡ１４０を示す。ＨＧＡ１４０は、プレート１４２の厚みを通して延在する開口１４４を有して構成されるジンバルプレート１４２を有する。ジンバルプレート１４２の開口１４４内にジンバルアイランド１４６が配設され、これは、プレート１４２に機械的に結合されない別個の部材である。すなわち、ジンバルアイランド１４６は、以下に論じるようにアイランド１４６がプレート１４２とは独立して動けるようにするために、ジンバルプレート１４２から機械的に切離されている。
ＨＧＡ１４０は、ジンバルアイランド１４６上の電極（図示せず）に電気信号を転送することができる屈曲回路（flex circuit）１４８を含む。いくつかの実施形態では、屈曲回路１４８の長さ全体が弾性であり、１つ以上の電極によってＨＧＡ１４０の構成要素に接続される独立した回路および相互接続された回路に対応し得る複数の回路経路を維持することができる。図示される実施形態では、屈曲回路１４８の上に６つの独立した回路が位置し、これらは、データ変換ヘッドなどの単一の構成要素またはマイクロアクチュエータなどの複数の構成要素に電気的に相互接続可能な６つの対応の電極（図示せず）を有する。
ＨＧＡ１４０は２つのマイクロアクチュエータ１５０およびスライダ１５２を有する。さまざまな実施形態では、各々のマイクロアクチュエータ１５０は圧電（ＰＺＴ）材料から構成され、屈曲回路１４８の部分に接続される。マイクロアクチュエータ１５０の大きさ、組成、および構成は限定されないが、ジンバルアイランド１４６およびプレート１４２の両者にマイクロアクチュエータ１５０を装着することにより、アイランド１４６が、一方または両方のマイクロアクチュエータ１５０の対応の動きによってたわむことができるようにすることができる。このように、マイクロアクチュエータ１５０の動きが適宜スライダ１５２を移動させ、回動させ、かつ捩じるため、スライダ１５２の磁気的および／または光学的変換構成要素が整列されて、図１のディスク１１０などの記憶媒体からデータを読出すおよび／またはそれにデータを書込む。
ディスク１００上のトラック密度が増すにつれて、スライダ１５２が適切に位置決めされるのにＨＧＡ１４０による精密な制御が必要となる。マイクロアクチュエータ１５０の精度はスライダ１５２の位置決めのために極めて重要である。図４は、薄膜ＰＺＴマイクロアクチュエータ１６０の１つの実施形態を図示する。
マイクロアクチュエータ１６０は、第１の、底部電極１６４と、第２の、頂部電極１６６とによって挟まれる薄膜ＰＺＴ層１６２を有し、それらすべてはケイ素基板１６８上に支持される。図４に見られるように、ＰＺＴ層１６２は底部電極１６４のセクションの上にのみ存在し、底部電極１６４の第２および／または第３のセクションは、ＰＺＴ層１６２で覆われないまま残される。底部電極１６４と基板１６８との間に誘電材料１７０が存在する。この開示を通じて用いられるように、「底部電極」は、「頂部層」よりも基板に近い電極である。「底部」が「頂部」よりも基板に近いという、「頂部」および「底部」というこの約束事は、この開示を通じて一貫して用いられる。パシベーション層１７２はＰＺＴ層１６２および電極１６４、１６６を覆うおよび好ましくは包む。パシベーション層１７２は、湿度、化学物質、粒子および他のデブリなどの要因からの、ならびに全体的に周囲の環境からの、ＰＺＴ層１６２および電極１６４、１６６の物理的かつ化学的保護を与える。頂部電極１６６には頂部金属パッド１７６が電気的に接続され、底部電極１６４（具体的には、ＰＺＴ層１６２で覆われていない底部電極１６４のセクション）には底部金属パッド１７４が電気的に接続される。
電極１６４、１６６に好適な材料の例は、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、およびその合金などの貴金属を含む。電極１６４、１６６に好適な他の材料は、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯまたはＳｒＴｉＯ3）およびニッケル酸ランタン（ＬＮＯ）などの酸化物を含む。頂部電極１６４は底部電極１６６と同じまたは異なる材料であり得る。
金属パッド１７４、１７６は導電性であり、電極１４４、１４６から適切な回路構成への電気的コンタクトを設ける。金属パッド１７４、１７６に好適な材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）を含む。
パシベーション層１７２は電気絶縁材料であってもよい。もっとも、いくつかの実施形態では、パシベーション層１７２は誘電材料である。パシベーション層１７２に好適な材料の例は、炭素、（異なる技術、たとえば、高密度プラズマ（ＨＤＰ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、流動可能な酸化物（ＦＯＸ）、ホウ素ドープケイ酸塩ガラス（ＢＳＧ）、リンドープケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）によって作製される、ＳｉＯ2を含有する異なる種類の材料を含む）二酸化ケイ素またはシリカ（ＳｉＯ2）、オルトケイ酸テトラエチルまたはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、酸化アルミニウムまたはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化チタン（ＴｉＮ）、亜酸化チタン（ＴｉＯx）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯxＮy）、および窒酸化ケイ素（Ｓｉ2Ｎ2Ｏ）を含む。
この開示に従うと、マイクロアクチュエータ１６０の層の間に接着層が存在してマイクロアクチュエータ１６０の他の層へのパシベーション層１７２の接着を改良する。接着層に好適な材料の例は、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、その合金、およびその混合物を含む。
接着層によって向上されるパシベーション層を有するマイクロアクチュエータを形成するための方法の１つの実施形態の概要を図５に示す。この方法では、頂部電極と誘電パシベーション層との間の接着が増大される。ステップ１８０で、たとえばケイ素基板（たとえばＳｉウェハ）上または誘電材料上に底部電極（たとえば電極１６６）が堆積される。ステップ１８１で、ステップ１８０からの底部電極のすぐ上にＰＺＴ層が堆積される。ステップ１８３で、ステップ１８１からのＰＺＴ層のすぐ上に頂部電極（たとえば電極１６４）が堆積される。いずれの電極とＰＺＴ層との間にも中間または介在層は存在しない。ステップ１８３で、ステップ１８２からの電極の上方に接着層が位置決めされる。ステップ１８４で、接着層および頂部電極の上にマスクが塗布される。プロセス中のこのステップで、頂部電極層は、ＰＺＴ層をエッチングするための硬質マスクとして機能する。接着層および頂部電極のマスクされていない区域がステップ１８５でエッチングされる。結果的に露出されるＰＺＴ材料がステップ１８６でエッチングされる。その後、ステップ１８７で、構造体、特に頂部電極、の上にマスクが堆積され、パターニングされる。接着層および頂部電極のマスクされていない区域がステップ１８８でエッチングされ、こうして頂部電極を形成する。ステップ１８９で、ＰＺＴ層および頂部電極の上にポリメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）フォトレジストマスクがパターニングされて、その後の接着層リフトオフプロセスのためのマスクを形成する。ステップ１９０で、フォトレジストを含む構造体上方に接着層が堆積され、フォトレジストは、フォトレジスト上に存在する接着層とともにステップ１９１で除去される。その下にフォトレジストを有しないいずれの接着層も残留する。ステップ１９２で、露出した底部電極の上に、パターニングされたマスクが堆積され、底部電極および接着層がステップ１９３でエッチングされる。ステップ１９４で、構造体の上にステップ１９４でパシベーション層が堆積される。ステップ１９５で、パシベーション層の上に、パターニングされたマスクが堆積され、パシベーション層はステップ１９６でエッチングされる。
図６Ａ−図６Ｅは、接着層の例示的なリフトオフプロセスを図示する。一般的に、リフトオフプロセスは、堆積された膜をパターニングするための単純で容易な方法である。パターンは、フォトレジストを用いて基板上に規定される。金属性膜などの膜は、基板の上方に一面に堆積され、フォトレジストとフォトレジストが除去された区域とを覆う。実際のリフトオフプロセスの間、膜の下のフォトレジストはその中に膜を取込んで溶媒で除去され、堆積された膜のみを基板上に残す。
図６Ａは、その上に誘電層２０１を有するケイ素基板２００を示す。第１の、底部電極２０２、ＰＺＴ層２０３、および第２の、頂部電極２０４が基板２００および誘電体２０１上に配置される。頂部電極２０４の上に接着層２０６が存在する。ＰＺＴ層２０３、電極２０４、および接着層２０６からなる積層体は、その頂部および側方を、図６Ｂのフォトレジスト２０８の第１の層で覆われる。フォトレジスト層２０８は積層体を取囲むため、ＰＺＴ層２０３、電極２０４、および接着層２０６のいずれの部分も露出しない。第２のフォトレジスト層２１０が第１のフォトレジスト層２０８の上方に堆積され、これは層２０８の後にまたはこれと同時に堆積されてもよい。フォトレジスト層２０８、２１０の材料および／または厚みは、フォトレジスト２０８、２１０が硬化され、パターニングされる際に、第２のフォトレジスト層２１０が第１のフォトレジスト層２０８よりも速くエッチングして、結果的に図６Ｂの構造を生じるように選択される。図６Ｂに図示される実施形態では、厚みのある第２のフォトレジスト２１０は電極２０２まで延在しない。図６Ｃで、第２の接着層２１２が全面に堆積され、その結果、底部電極２０２上に存在する接着層部分２１２Ａおよび第２のフォトレジスト２１０上に存在する接着層部分２１２Ｂを生じる。図６Ｄで、第２のフォトレジスト２１０は、接着層部分２１２Ｂおよび第１のフォトレジスト２０８とともに除去されて、接着層部分２１２Ａおよび接着層２０６を露出されたまま残す。図６Ｄの実施形態では、底部電極２０２の区域は、当該区域が第２のフォトレジスト２１０の陰になっているために露出されて、接着層部分２１２Ａで覆われない。図６Ｅでは、パシベーション層２１４が構造全体の上に塗布される。結果的に得られる構造体は、底部電極２０２とパシベーション層２１４との間に存在する接着層部分２１２Ａと、頂部電極２０４とパシベーション層２１４との間に存在する接着層２０６とを有する。
図７Ａ−図７Ｆは、接着層によって向上されるパシベーション層を有するマイクロアクチュエータを形成するための別のプロセスを図示する。
図７Ａは、誘電層２２１、第１の、底部電極２２２、およびその上の接着層２２３を有するケイ素基板２２０を示す。図７Ｂで、接着層は、その間に空隙または穴がある２つの接着層セクション２２３Ａおよび２２３Ｂと、空隙の中に露出した底部電極２２２の部分とを形成するようにパターニングされる。図７Ｃで、接着層セクション２２３Ａ、２２３Ｂの間の空隙はＰＺＴ２２４で充填される。図７Ｄで、頂部電極２２６がＰＺＴ２２４の上方に形成され、図７Ｅで、頂部接着層２２８が形成される。図７Ｆで、構造体全体がパシベーション層２３０で覆われる。結果的に得られる構造体は、底部電極２２２とパシベーション層２３０との間に存在する接着層セクション２２３Ａ、２２３Ｂと、頂部電極２２６とパシベーション層２３０との間に存在する接着層２２８とを有する。
以上示したように、ケイ素基板２００、２２０は、従来のＳｉウェハなどのケイ素系基板であってもよい。他の実施形態では、基板に非ケイ素半導体材料を用いてもよい。誘電層２０１、２２１が一般的にこの開示の構造中に存在するが、これは任意である。
電極２０２、２０４、２２２、２２６は、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、およびその合金などの貴金属、またはチタン酸ストロンチウム（ＳＴＯもしくはＳｒＴｉＯ3）およびニッケル酸ランタン（ＬＮＯ）などの酸化物からなる。電極２０２、２０４、２２２、２２６は各々典型的に厚みが５０〜１００ｎｍである。もっとも、より薄いおよびより厚い電極２０２、２０４、２２２、２２６を用いることができる。電極２０２、２０４、２２２、２２６は同じまたは異なる材料からなってもよく、同じまたは異なる厚みを有してもよい。
また、以上示したように、接着層２０６、２２３Ａ、２２３Ｂ、および接着層部分２１２Ａ、２１２Ｂは、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、またはクロム（Ｃｒ）などの金属からなる。もっとも、他の金属または金属合金を用いることができる。接着層材料の選択は、典型的に誘電材料であるパシベーション層に対する接着材料の粘着係数に基づいている。接着層２０６、２２３Ａ、２２３Ｂ、および部分２１２Ａ、２１２Ｂは各々典型的に厚みが１〜５０ｎｍであり、いくつかの実施形態では５〜１５ｎｍ（たとえば１０ｎｍ）である。もっとも、より薄いおよびより厚い接着層２０６、２２３Ａ、２２３Ｂ、および部分２１２Ａ、２１２Ｂを用いることができる。接着層２０６、２２３Ａ、２２３Ｂ、および部分２１２Ａ、２１２Ｂは、同じまたは異なる材料からなってもよく、同じまたは異なる厚みを有してもよい。
また、以上示したように、パシベーション層２１４、２３０は電気絶縁材料または誘電材料であってもよい。パシベーション層２１４、２３０に好適な材料の例は、炭素、二酸化ケイ素またはシリカ（ＳｉＯ2）、オルトケイ酸テトラエチルまたはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、酸化アルミニウムまたはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化チタン（ＴｉＮ）、亜酸化チタン（ＴｉＯx）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯxＮy）、および窒酸化ケイ素（Ｓｉ2Ｎ2Ｏ）を含む。パシベーション層２１４、２３０は、たとえば、プラズマ蒸着、絶縁体の蒸着、（プラズマ化学気相成長またはＰＥＣＶＤを含む）化学気相成長によって塗布可能である。パシベーション層２１４、２３０の厚みは典型的に、１マイクロメートル未満、通常は０．２〜０．７マイクロメートル（たとえば０．５マイクロメートル）である。
図８、図９、および図１０は、パシベーション層の接着を向上させるように接着層を有する３つのマイクロアクチュエータ構築を図示する。図８では、接着層材料がパシベーション層と頂部電極と底部電極との間に存在する。図９では、接着層材料はパシベーション層と頂部電極との間に存在するが底部電極の上方には存在しない。図１０では、接着層材料はパシベーション層と底部電極との間に存在するが、頂部電極の上方には存在しない。
図８の構造は、積層された基板２００、誘電体２０１、底部電極２０２、ＰＺＴ２０３、および頂部電極２０４を有する図６Ｅの構造と同じである。底部接着層２１２は底部電極２０２に接し、頂部接着層２０６は頂部電極２０６に接する。この実施形態では、底部電極２０２の部分は接着層２１２で覆われない。これは構造体を作製するプロセスによるものであり、他のプロセスは、接着層で完全に覆われた底部電極を構造体に設ける。底部接着層２１２および頂部接着層２０６の上方にパシベーション層２１４がある。
図９では、基板３００の上に、誘電体３０１、底部電極３０２、ＰＺＴ３０３、および頂部電極３０４が積層される。頂部接着層３０６は頂部電極３０４に接する。この実施形態では、底部電極３０２の部分は接着層で覆われない。底部電極３０２および頂部接着層３０６の上方にパシベーション層３１４がある。
図１０では、基板４００の上に、誘電体４０１、底部電極４０２、ＰＺＴ４０３、および頂部電極４０４が積層される。底部電極４０２の上に底部接着層４１２があり、かつこれに接する。この実施形態では、頂部電極４０４の部分は接着層で覆われない。底部接着層４１２および頂部電極４０４の上方にパシベーション層４１４がある。
このように、マイクロアクチュエータおよびディスクドライブの実施形態が開示される。上述の実現例および他の実現例は以下の請求項の範囲内に入る。当業者は、開示されるもの以外の実施形態によって本発明を実践可能であることを認めるであろう。開示される実施形態は、限定の目的ではなく図示の目的のために提示され、本発明は以下の請求項によってのみ限定される。
１１２，１４０ ヘッドジンバルアセンブリ、１１４，１３０ アクチュエータ、１５０，１６０ マイクロアクチュエータ、１６２，２０３，２２４，３０３，４０３ ＰＺＴ層、１６４，２０２，２２２，３０２，４０２ 底部電極、１６６，２０４，２２６，３０４，４０４ 頂部電極、１６８，２００，２２０ ケイ素基板、１７２，２１４，２３０，３１４，４１４ パシベーション層、２０６，２１２Ａ，２１２Ｂ，２２３，２２３Ａ、２２３Ｂ，２２８，３０６，４１２ 接着層、３００、４００ 基板。
Claims (20)
- マイクロアクチュエータであって、
基板と、
前記基板上のサンドイッチ構造とを備え、前記サンドイッチ構造は、貴金属を備える底部電極と、圧電層と、貴金属を備える頂部電極とからなり、さらに
前記基板および前記サンドイッチ構造上方のパシベーション層を備え、
前記マイクロアクチュエータはさらに、前記底部電極と前記パシベーション層との間に存在する底部接着層および前記頂部電極と前記パシベーション層との間に存在する頂部接着層のうち一方または両方を備える、マイクロアクチュエータ。 - 前記底部接着層および前記頂部接着層の両方を備える、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記パシベーション層はオルトケイ酸テトラエチルを含む、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記パシベーション層の厚みは１マイクロメートル未満である、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記底部電極は白金を含み、前記頂部電極はルテニウムまたは白金を含む、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記接着層の一方または両方は、チタン、タンタル、またはクロムを含む、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記接着層の厚みは５〜１５ｎｍである、請求項６に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記基板と前記サンドイッチ構造との間に誘電層をさらに備える、請求項１に記載のマイクロアクチュエータ。
- マイクロアクチュエータであって、
ケイ素基板と、
前記基板上の底部電極と、
前記底部電極の第１のセクション上のかつこれに接する圧電層と、
前記圧電層の上のかつこれに接する頂部電極と、
前記底部電極の第２のセクション上の底部接着層と、
前記頂部電極上の頂部接着層と、
前記底部接着層および前記頂部接着層上方のパシベーション層とを備える、マイクロアクチュエータ。 - 前記基板上に誘電層をさらに備え、前記底部電極は前記誘電層上にある、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記底部電極および前記頂部電極は各々貴金属を含む、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記底部電極は白金を含み、前記頂部電極はルテニウムまたは白金を含む、請求項１１に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記底部電極および前記頂部電極は各々個別に、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム、その合金、チタン酸ストロンチウム、またはニッケル酸ランタンを含む、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記パシベーション層はオルトケイ酸テトラエチルを含む、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記パシベーション層の厚みは１マイクロメートル未満である、請求項１４に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記接着層の一方または両方は、チタン、タンタル、またはクロムを含む、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- 前記接着層の厚みは５〜１５ｎｍである、請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。
- ディスクドライブであって、
マイクロアクチュエータと、サスペンションアセンブリと、ヘッドジンバルアセンブリとを備え、
前記マイクロアクチュエータは、ケイ素基板と、白金、イリジウム、ルテニウム、またはロジウムを含む、前記基板上の底部電極と、前記底部電極の第１のセクション上のかつこれに接する圧電層と、前記圧電層の上のかつこれに接する、白金、イリジウム、ルテニウム、またはロジウムを含む頂部電極と、前記底部電極の第２のセクション上の底部接着層と、前記頂部電極上の頂部接着層と、前記底部接着層および前記頂部接着層上方の誘電パシベーション層とを備える、ディスクドライブ。 - 前記パシベーション層はオルトケイ酸テトラエチルを含む、請求項１８に記載のディスクドライブ。
- 前記接着層の一方または両方は、チタン、タンタル、またはクロムを含む、請求項１８に記載のディスクドライブ。
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