KR100909962B1 - 전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생헤드 및 그제조방법과 이를 채용한 정보저장장치 - Google Patents

전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생헤드 및 그제조방법과 이를 채용한 정보저장장치 Download PDF

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Abstract

일단의 중앙부에 불순물이 저농도로 도핑된 저항 영역과 상기 저항 영역의 양옆에 상기 불순물이 상기 저항 영역보다 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판이 매체 대향 면을 형성하는 전계 정보 재생 헤드(electric field read head)가 개시된다. 나아가 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면의 일 측면에 상기 소스 및 드레인 영역이 연장되어 형성되어 있고 상기 소스영역 및 드레인 영역을 전기적으로 연결하도록 전극이 형성된 전계 정보 재생 헤드가 개시되며, 더불어 상기 매체 대향면 상에 ABS 패턴이 추가로 형성된 전계 정보 재생 헤드가 개시된다. 이와 같은 전계 정보 재생헤드를 제조하기 위한 방법과 웨이퍼상 대량생산 할 수 있는 방법이 개시된다.

Description

전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생헤드 및 그 제조방법과 이를 채용한 정보저장장치{Electric Field Reading Head, Electric Field Writing/Reading Head and Fabrication methods thereof and Information Storage Device using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 정보 재생 헤드를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 정보 재생 헤드를 나타낸 사시도.도 3은 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드를 가지는 하드 디스크 드라이브 메커니즘을 간략히 나타낸 도면.도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드의 제조방법을 나타낸 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드를 웨이퍼 상에서 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...전계 정보 재생 헤드 11...반도체 기판
12...저항 영역 13, 14...소스 및 드레인 영역
15...전극 16...ABS 패턴
20 ...서스펜션 50...강유전체 매체
150...마스크 막 200...전계 정보 기록/재생 헤드
210...쓰기 전극 220...절연막
본 발명은 정보저장매체의 표면 전하로부터 정보를 재생하는 정보 재생 헤드, 정보 기록/재생 헤드 및 이를 채용한 정보저장장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저항 영역과 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판이 매체대향면을 형성하는 전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생 헤드 및 그 제조방법과 이를 채용한 정보저장장치에 대한 것이다.
강유전체 매체의 표면 전하의 분극 상태를 감지하여 매체에 기록된 정보를 재생하는 헤드로서, 전계 효과 트랜지스터 채널(field effect transistor channel) 구조를 가지는 스캐닝 프로브, 저항성 팁을 구비한 스캐닝 프로브, EFM 프로브 등이 알려져 있다. 이러한 전계 감지 기록/재생 방식은 기록밀도 면에서 1Tb/in2 를 달성할 수 있다는 장점이 있다. 반면 상기와 같은 프로브를 재생 헤드로 사용하여 소형 대용량의 정보를 저장하기 위해서는 수천 개의 프로브 어레이를 만들어야 하며, 매체를 선형운동하거나 프로브 어레이를 선형 운동하여 정보를 기록 혹은 재생하여야 한다. 따라서 별도의 서보기구를 개발해야 하는 부담이 있다.
전통적인 하드디스크드라이브(HDD)는 매체를 회전시키고 그 위에 헤드를 부상시켜 자기 기록 정보를 재생하는 방식을 채택하고 있다. 상기와 같은 하드디스크드라이브(HDD)의 메커니즘은 오랜 기간동안 시장에서 기술적으로 입증된 안정된 시스템으로 이를 활용할 경우 별도의 서보기구를 개발할 부담이 줄어든다. 반면 하드디스크 드라이브는 차세대 기록방식인 수직 자기기록방식에서조차도 기록밀도가 500Gb/in2 를 넘지 못하는 한계가 있다.
따라서 이미 오래전부터 채택해 온 하드디스크 드라이브 메커니즘(HDD Mechanism)을 이용하면서도 강유전체 매체를 사용한 전계 기록 재생(electric field reading/writing) 방식을 채택하여, 하드디스크 드라이브의 기록밀도 한계를 뛰어넘을 수 있는 재생 헤드 구조 및 그 제조방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 저항 영역과 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판이 매체대향면을 형성하는 전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생 헤드의 구조 및 그 제조방법과 이를 채용한 정보저장장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보저장매체의 표면 전하로부터 정보를 재생하는 전계 정보 재생 헤드는 상기 정보 재생 헤드의 매체 대향면은 일단의 중앙부에 불순물이 저농도로 도핑된 저항 영역과 상기 저항 영역의 양 옆에 상기 불순물이 상기 저항 영역보다 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 접하는 다른 일 측면에 상기 소스 및 드레인 영역이 연장되어 형성되어 있으며 상기 소스영역 및/또는 드레인 영역을 전기적으로 연결하는 전극이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드는, 상기한 구조의 전계 정보 재생 헤드에 부가하여, 저항영역 상에 절연막 및 그 위에 쓰기 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보 저장장치는,
상기한 구조의 전계 정보 재생헤드와;
강유전체로 형성된 기록층을 포함하는 정보저장매체를 포함하고;
상기 전계 정보 재생 헤드의 상기 매체대향면이 상기 정보저장매체의 상기 기록층 표면으로부터 소정의 간격으로 부상하여 상기 정보저장매체에 기록된 정보를 재생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보 저장장치는,
상기한 구조의 전계 정보 기록/재생헤드와;
강유전체로 형성된 기록층을 포함하는 정보저장매체를 포함하고;
상기 전계 정보 재생 헤드의 상기 매체대향면이 상기 정보저장매체의 상기 기록층 표면으로부터 소정의 간격으로 부상하여 상기 정보저장매체에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드의 제조방법은,
매체 대향면의 일단 중앙부에 저항 영역과 상기 저항 영역의 양옆에 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판을 포함하는 전계 정보 재생 헤드의 제조방법에 있어서,
반도체 기판을 준비하는 단계와;
상기 매체 대향면의 일 측면에 해당하는 상기 반도체 기판의 상면 상에 상기 소스 및 드레인 영역이 형성될 자리가 드러나도록 마스크 막을 형성하는 단계와;
상기 마스크 막과 상기 반도체 기판 상면에 상기 반도체 기판의 불순물과 극성이 다른 불순물을 도핑하여 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와;
상기 반도체 기판의 상면에 상기 저항 영역이 형성될 자리가 드러나도록 상기 마스크 막의 일부 영역을 제거하는 단계; 및
상기 마스크 막과 상기 반도체 기판의 상면에 상기 반도체 기판의 불순물과 극성이 다른 불순물을 도핑하여 상기 매체 대향면에 상기 저항 영역을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 반도체 기판의 상면에 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드 제조방법은,상기한 제조 공정에 따라 제조된 적어도 하나 이상의 전계 정보 재생 헤 드가 웨이퍼 상에서 열을 지어 배치된 하나 이상의 유닛을 형성하는 단계와;
상기 웨이퍼 상에서 상기 유닛 단위로 절단하는 단계와;
상기 유닛의 절단면에 각각의 상기 전계 정보 재생 헤드에 상응하는 ABS 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 ABS 패턴이 형성된 상기 유닛으로부터 각각의 전계 정보 재생 헤드로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드 제조방법은,상기한 제조 공정에 따라 제조된 적어도 하나 이상의 전계 정보 기록/재생 헤드가 웨이퍼 상에서 열을 지어 배치된 하나 이상의 유닛을 형성하는 단계와;
상기 웨이퍼 상에서 상기 유닛 단위로 절단하는 단계와;
상기 유닛의 절단면에 각각의 상기 전계 정보 기록/재생 헤드에 상응하는 ABS 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 ABS 패턴이 형성된 상기 유닛으로부터 각각의 전계 정보 기록/재생 헤드로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전계 정보 재생 헤드, 전계 정보 기록/재생 헤드 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전계 정보 재생 헤드(10)를 나타낸 사시도이며, 도 3은 하드 디스크 드라이브 메커니즘에 채용된 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드를 간략히 나타낸 도면이다. 여기서, 도 3에서는 도 2에 도시된 구조의 전계 정보 재생 헤드(10)를 하드 디스크 드라이브 메커니즘에 채용한 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드(10)는, ABS면에 해당하는 매체대향면(11a)에 제1불순물이 도핑된 반도체 기판(11)과, 상기 반도체 기판(11)의 일단 중앙부에 제 2 불순물이 저농도로 도핑된 저항 영역(12)과, 상기 저항 영역(12)의 양 옆에 위치하며 상기 제 2 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역(13, 14)을 구비한다. 여기서 제 1 불순물이 p형 불순물인 경우, 제 2 불순물은 n형 불순물이고 제 1 불순물이 n형 불순물인 경우, 제 2 불순물은 p형 불순물이다.
또한, 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드(10)는 도 2에 보여진 바와 같이, 매체대향면(11a)에 공기베어링면(ABS) 패턴(16)을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드(10)는 강유전체 기록매체의 표면전하의 전하량 차이에서 발생하는 전계의 크기 차이가 상기 저항 영역(12)의 저항값 차이를 유발하고, 이 저항 값의 변화로부터 표면전하의 극성과 크기를 검출할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하여 매체(50)의 표면전하의 극성을 검출하여 정보를 재생하는 방법 설명하면 다음과 같다. 도 1을 참조하면, 소스 및 드레인 영역(13, 14)에 p형 불순물이 고농도 도핑되고, 저항 영역(12)에 p형 불순물이 저농도 도핑된 경우, 상기 저항 영역(12)이 위치하는 매체(50)가 양의 표면전하를 가지면, 전하로부터 발생되는 전계에 의해 상기 저항 영역(12)에 다수 캐리어인 홀(hole)의 밀도가 감소하고 이로 인해 저항 영역(12)의 저항값이 커지게 된다. 이 저항값의 변화를 통해 재생 헤드(10)는 양의 표면전하를 검출할 수 있다. 음의 표면전하 위에 상기 저항 영역(12)을 위치시킬 경우 다수 캐리어인 홀(hole)의 밀도가 증가하고 이로 인해 저항 영역(12)의 저항값이 작아 지게 되어 매체(50)의 표면전하를 검출 할 수 있다.
반대로, 소스 및 드레인 영역(13, 14)에 n형 불순물을 고농도 도핑하고, 저항 영역(12)에 n형 불순물이 저농도 도핑된 경우, 상기 저항 영역(12)이 위치하는 매체의 표면전하가 음이면, 다수 캐리어인 전자(electron)의 밀도가 감소하고 이로 인해 저항 영역(12)의 저항값이 커지게 된다. 반대로 상기 저항 영역(12)이 양의 표면전하 근처에 위치하게 되면, 다수 캐리어인 전자(electron)의 밀도가 증가하고 이로 인해 저항 영역(12)의 저항값이 작아지게 되는데, 이러한 저항값의 변화로부터 매체의 표면전하를 알아낼 수 있다. 이때 금속전극(15)을 통하여 소스 및 드레인 영역(13, 14)에 전류를 가하여 저항 값의 변화를 검출한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 1에서 도시된 전계 정보 재생헤드(10)에서 기록매체(50)에서 부상할 수 있도록 매체대향면(11a)에 공기베어링면(ABS) 패턴(16)을 형성하고, 상기 소스 및 드레인 영역(13,14)에 전류를 가하여 강유전체 기록층 표면전하로부터 유도된 정보를 재생하기 위하여 전극(15)을 상기 재생헤드(10)의 매체대향면(11a)이 아닌, 이에 접하는 다른 일 측면 즉, 상기 반도체 기판(11)의 상면(11b)에 확장 형성된 소스 및 드레인 영역(13, 14)에 전기적으로 연결되게 형성한다. 전극(15)을 매체 대향면(11a)이 아닌 상면(11b)에 형성시키기 때문에 기존 의 하드디스크 드라이브 메커니즘의 서스펜션(20)에 용이하게 장착할 수 있게 된다.
도 3에서 보는 바와 같이 하드디스크 드라이브 메커니즘에서 종래의 하드 디스크 드라이브의 자기기록매체(50)를 강유전체 매체(Ferroelectric media)로 대체시키고, 본 발명의 일 실시예인 공기 베어링면(ABS) 패턴(16)을 갖는 슬라이드 형식의 전계 정보 재생 헤드(10 )를 서스펜션(20)에 부착한 구조를 제안한다. 상기 구조는 기본적으로 하드디스크 드라이브구조를 활용한 것으로, 하드 디스크 드라이브 기본 메커니즘에 고 기록밀도를 달성할 수 있는 전계 기록/재생 방식을 채용한 것이다.
일반적으로 차세대 하드디스크 드라이브 기술로 주목받고 있는 수직자기기록방식의 기록밀도 한계로 500 Gb/in2 정도가 거론되고 있는 반면, 강유전체 기록매체를 이용하여 전계재생 기록/재생방식을 이용할 경우 1 Tb/in2 이상의 기록밀도를 달성할 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 발명은 기존의 하드디스크 드라이브 메커니즘을 이용하면서도 기존 하드 디스크 드라이브의 기록밀도 한계를 뛰어넘을 수 있는 대안이 될 것이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 전계 정보 재생 헤드(10)의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전계 정보 재생 헤드의 제조방법은 준비된 반도체 기판(111)에 소스 및 드레인 영역 형성용 마스크막(150)을 형성하는 단계, 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계, 저항 영역 형성용 마스크 막을 변형하는 단계와, 저항 영역을 형성하는 단계를 기본으로 하고, 나아가 전극을 형성하는 단계를 추가할 수 있다.
첫 번째로, 도 4a에 도시된 바와 같이 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 소스 및 드레인 영역(도 4b의 113,114) 형성용 마스크막(150)을 형성한다. 상기 마스크막(150)은 산화마스크 막이나 감광제 마스크 막일 수 있다.
상기 반도체 기판(111)의 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)에만 불순물을 주입하기 위하여 사용되는 마스크 막(150)이 산화마스크 막인 경우, 반도체 기판(111)의 상면(111b)의 표면층을 열 산화시켜 산화 마스크 막을 형성하고 상기 산화 마스크 막에 감광제를 도포한 다음 사진 식각 공정을 실행하여 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 상기 소스 및 드레인 영역(113,114)이 형성될 자리가 드러나도록 패턴된 산화 마스크막을 형성한다.
상기 반도체 기판(111)의 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)에만 불순물을 주입하기 위하여 사용되는 마스크 막(150)이 감광제마스크 막인 경우, 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 감광제를 도포한 다음 노광 현상 공정을 실행하여 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 상기 소스 및 드레인 영역(113,114)이 형성될 자리가 드러나도록 패턴된 감광제 마스크막을 형성한다.
두 번째로, 소스 및 드레인(113, 114) 영역을 형성하기 위해 도 4b에 도시된 바와 같은 이온주입공정을 시행한다. 구체적으로 마스크 막(150)이 산화마스크 막인 경우에는 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)과 그 반도체 기판(111) 상에 형 성된 상기 산화 마스크(150) 상면에 상기 불순물을 이온 주입하여 상기 반도체 기판(111)의 상기 매체 대향면(111a)에 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)을 형성하고, 마스크 막(150)이 감광제 마스크 막인 경우에는 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)과 상기 반도체 기판(111) 상에 형성된 상기 감광제 마스크 상면에 상기 불순물을 이온 주입하여 상기 반도체 기판(111)의 상기 매체 대향면(111a)에 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)을 형성한다.
도 4b에서와 같이 반도체 기판(111)과 상기 마스크 막(150) 상에 불순물을 이온 주입하면 상기 반도체 기판(111)에서 상기 마스크 막(150)을 제외한 영역에 불순물이 주입되어 매체대향면(111a)까지 소스 및 드레인 영역(113, 114)이 형성되게 된다. 반도체 기판(111)은 주로 그 결정방향이 (100)인 실리콘 기판을 사용하고 그 반도체형이 p형 반도체인 경우, 불순물은 이와 반대형인 n형 불순물을 사용한다. 이때 n형 불순물로는 As, P 등이 있다.
세 번째로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 기판(111)에 형성된 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)의 중앙부(111b)에 저항 영역(112)이 드러나도록 사진 식각공정 등을 이용하여 마스크 막(150)의 일부 영역을 제거한다.
상기 마스크 막(150)이 산화 마스크 막인 경우, 상기 산화 마스크 막 상면에 상기 저항 영역(112)이 형성될 자리에 상응하는 일부 영역이 드러나도록 감광제를 도포하고, 산화 마스크 막을 사진 식각하여 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 상기 저항 영역(112) 형성될 영역과 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)이 드러나도록 한다.
상기 마스크 막(150)이 감광제 마스크 막인 경우, 상기 감광제 마스크 막(150) 상면에 금속 막을 증착시키고, 상기 금속막 상면에 상기 저항 영역(112)이 형성될 자리에 상응하는 일부 영역이 드러나도록 감광제를 도포하고, 상기 금속 막을 식각하여 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 상기 저항 영역(112)이 형성될 영역과 상기 소스 및 드레인 영역(113, 114)이 드러나도록 한다.
네 번째로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 저항 영역(112)을 형성하기 위해 마스크 막(150)을 제외한 반도체 기판(111) 영역에 이온주입공정을 시행한다. 구체적으로 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)과 상기 반도체 기판(111) 상에 형성된 상기 일부 영역이 제거된 마스크 막(150)의 상면에 상기 소스 및 드레인 영역 형성단계에서 사용된 불순물을 그보다 낮은 에너지(energy)와 낮은 조사량(dose)으로 이온 주입한다. 이때 소스 및 드레인 영역(113,114)도 불순물이 주입되면서 저항 영역(112)과 소스 및 드레인 영역(113,114)의 불순물 농도 차는 더 벌어지게 되면서 저항 영역(112)이 형성된다. 이 과정에서 상기 반도체 기판(111)의 상기 매체 대향면(111a)까지 저항 영역(112)이 형성되게 된다.
다음으로, 상기 저항 영역(112)이 형성되고 나면 도4e에 도시된 바와 같이 상기 마스크 막(150)을 제거한다. 상기 마스크 막(150)이 산화마스크 막인 경우에는 상기 저항 영역(112)을 형성한 후 ,상기 산화마스크 막을 습식식각 등의 방법을 이용하여 제거한다. 반면 상기 마스크 막(150)이 감광제 마스크 막인 경우에는 상기 감광제 막을 애슁(ashing)등의 방법을 이용하여 제거하면서 감광제 마스크 막 위에 마스크로 형성한 금속 막을 함께 제거한다.
다섯 번째로, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 매체대향면(111a) 측면의 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 매체 대향면(111a)의 소스 및 드레인 영역으로부터 확장 형성된 소스 및 드레인 영역에 전기적으로 연결되도록 금속 전극(115)을 형성한다. 금속 전극(115)은 다양한 방법으로 증착시킬 수 있다. 먼저 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 금속을 증착한 후 사진식각 공정을 시행하여 원하는 형상의 전극을 형성할 수도 있으며, 상기 반도체 기판(111)의 상면(111b)에 역상 감광제를 패터닝 한 후 금속을 증착하여 원하는 형상의 전극을 형성할 수 도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드를 웨이퍼(100)상에서 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다. 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드의 웨이퍼상 제조방법은 웨이퍼(100)상에서 상술된 전계 정보 재생 헤드를 적어도 하나이상 형성하는 단계, 상기 전계 정보 재생 헤드를 몇 개의 그룹으로 묶어 적어도 하나이상의 유닛(101)으로 절개하는 단계, 상기 절단된 유닛(101)의 매체대향면에 ABS 패턴(116)을 형성하는 단계, 각각의 전계 재생 헤드(110)로 분리하는 단계로 나뉜다. 경우에 따라서는 유닛(101)의 절단면은 평편하게 가공할 필요가 있다.
이상에서는 전계 정보 재생 헤드에 대해 설명하였는데, 본 발명에 따른 헤드는 전술한 전계 정보 재생 헤드 구조에 쓰기 전극을 더 구비함으로써, 전계 정보 재생 뿐만 아니라, 전계 정보 기록도 가능하도록 도 6에서와 같이 전계 정보 기록/재생 헤드로서 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드(200)를 개략적으로 보인 사시도로, 도 2의 전계 정보 재생 헤드(10)와 비교할 때, 기록 매체에 정보를 기록 하기 위해 쓰기 전압이 인가되는 쓰기 전극(210)을 더 구비한다. 도 6에서는 도 1 및 도 2에서와 실질적으로 동일한 부재는 동일 참조부호로 나타내어, 그 반복되는 설명을 생략한다.
상기 쓰기 전극(210)은 반도체 기판(11)의 상면(11b)에 형성된다. 상기 쓰기 전극(210)은 반도체 기판(11) 상면(11b)의 저항 영역(12)이 형성된 부분 상에 형성될 수 있다. 이 쓰기 전극(210)은 저항 영역(12)으로부터 연장되는 소스 및 드레인 영역(13,14)이 형성되지 않은 부분에 걸쳐 형성될 수 있다. 쓰기 전극(210)과 반도체 기판(11)의 상면(11b) 사이에는 절연막(220)이 위치된다. 상기 절연막(220)은 쓰기 전극(210)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 전계 정보 재생/기록 헤드(200)가 적용되는 기록매체는 회전 운동하는 디스크 타입일 수 있으며, 그 하부에 접지된 하부전극(미도시)이 구비된다.
따라서, 쓰기 전극(210)에 임계 전압 이상의 양(+)의 전압을 인가하면, 기록 매체 하부에 배치된 하부전극은 OV이므로 기록 매체의 표면은 음(-)극화 된다. 반대로, 전계 재생/기록 헤드(200)의 쓰기 전극(210)에 임계 전압 이하의 음(-)의 전압을 인가하면, 기록 매체 하부에 배치된 하부전극은 OV이므로 기록 매체의 표면은 양(+)극화 된다. 이와 같이 쓰기 전극(210)에 인가되는 전압의 크기에 따라 기록 매체의 전기 도메인(electric domain)의 분극 방향이 달라지고, 그에 따라 정보가 기록되게 된다.
상기와 같은 전계 정보 기록/재생 헤드(200)는, 도 4a 내지 도 4e의 전술한 전계 정보 재생 헤드(10)의 제조 공정을 진행한 다음, 금속 전극(15)을 형성하기 전에, 상기 절연막(220) 및 쓰기 전극(210)을 형성한 다음, 금속 전극(15)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드를 웨이퍼상에서 제조하는 방법은, 도 5를 참조로 전술한 본 발명에 따른 전계 정보 재생 헤드의 웨이퍼상 제조방법과 마찬가지이다. 즉, 웨이퍼 상에서 상술된 전계 정보 기록/재생 헤드를 적어도 하나이상 형성하는 단계, 상기 전계 정보 기록/재생 헤드를 몇 개의 그룹으로 묶어 적어도 하나이상의 유닛으로 절개하는 단계, 상기 절단된 유닛의 매체대향면에 ABS 패턴을 형성하는 단계, 각각의 전계 정보 기록/재생 헤드로 분리하는 단계로 나뉜다. 또한, 경우에 따라서는 유닛의 절단면은 평편하게 가공할 필요가 있다.
본 발명에 따른 전계 정보 기록/재생 헤드(200)의 제조 공정에 대한 도시는 전계 정보 재생 헤드(10)의 제조 공정으로부터 충분히 유추할 수 있으므로, 생략한다.
본 명세서 및 도면을 통하여 개시된 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것으로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기술적으로 입증된 하드디스크 드라이브의 메커니즘을 활용하면서도 하드 디스크 드라이브의 기록밀도 한계를 뛰어넘을 수 있고 별도의 서보기구를 개발할 부담이 없으며 웨이퍼 상에서 대량생 산이 용이하여 저렴하고도 신뢰성 있는 제조가 가능하다.

Claims (22)

  1. 정보저장매체의 표면 전하로부터 정보를 재생하도록, 그 매체 대향면이 일단의 중앙부에 불순물이 저농도로 도핑된 저항 영역과 상기 저항 영역의 양 옆에 상기 불순물이 상기 저항 영역보다 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판을 포함하는 전계 정보 재생 헤드와;
    상기 저항영역 상에 절연막 및 그 위에 쓰기 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 기판은 p형 반도체이고, 상기 저항 영역과 소스 및 드레인 영역은 n형 반도체인 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 기판은 n형 반도체이고, 상기 저항 영역과 소스 및 드레인 영역은 p형인 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 접하는 다른 일 측면에 상기 소스 및 드레인 영역이 연장되어 형성되어 있으며 상기 소스영역 및 드레인 영역에 전기적으로 연결되는 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 매체 대향면 상에 ABS 패턴이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 전계 정보 기록/재생헤드와;
    강유전체로 형성된 기록층을 포함하는 정보저장매체를 포함하고;
    상기 전계 정보 재생 헤드의 상기 매체대향면이 상기 정보저장매체의 상기 기록층 표면으로부터 소정의 간격으로 부상하여 상기 정보저장매체에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 것을 특징으로 하는 정보 저장장치.
  9. 매체 대향면의 일단 중앙부에 저항 영역과 상기 저항 영역의 양 옆에 소스 및 드레인 영역이 형성된 반도체 기판을 포함하는 전계 정보 재생 헤드의 제조방법에 있어서,
    반도체 기판을 준비하는 단계와;
    상기 매체 대향면의 일 측면에 해당하는 상기 반도체 기판의 상면 상에 상기 소스 및 드레인 영역이 형성될 자리가 드러나도록 마스크 막을 형성하는 단계와;
    상기 마스크 막과 상기 반도체 기판 상면에 상기 반도체 기판의 불순물과 극성이 다른 불순물을 도핑하여 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와;
    상기 반도체 기판의 상면에 상기 저항 영역이 형성될 자리가 드러나도록 상기 마스크 막의 일부 영역을 제거하는 단계;
    상기 마스크 막과 상기 반도체 기판의 상면에 상기 반도체 기판의 불순물과 극성이 다른 불순물을 도핑하여 상기 매체 대향면에 상기 저항 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 반도체 기판의 상면에 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 마스크 막 형성단계는,
    상기 반도체 기판의 상면의 표면층을 열 산화시켜 산화 마스크 막을 형성하는 단계; 및
    상기 산화 마스크 막에 제1감광제를 도포한 다음 사진 식각 공정을 실행하여 상기 반도체 기판의 상면에 상기 소스 및 드레인 영역이 형성될 자리가 드러나도록 패턴된 산화 마스크 막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정 보 재생 헤드 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계는,
    상기 반도체 기판의 상면과 상기 산화 마스크 상면에 상기 불순물을 이온 주입하여 상기 반도체 기판 상면 및 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제거단계는,
    상기 산화 마스크 막 상면에 제2감광제를 도포하고 상기 저항 영역이 형성될 자리에 상응하는 일부 영역이 드러나도록 상기 제2감광제를 선택적으로 제거하는 사진공정 단계; 및
    상기 산화 마스크 막을 사진 식각하여 상기 반도체 기판의 상면에 상기 저항 영역이 형성될 영역과 상기 소스 및 드레인 영역이 드러나도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 저항영역을 형성하는 단계는,
    상기 저항 영역이 형성될 영역 및 상기 소스 및 드레인 영역이 드러나도록 일부 영역이 제거된 상기 산화 마스크 상면과 상기 반도체 기판의 상면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계에서 보다 낮은 에너지와 낮은 조사량으로 상기 불순물을 이온 주입하는 단계와;
    상기 산화마스크 막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 마스크 형성단계는,
    상기 반도체 기판의 상면에 제1감광제를 도포한 다음 노광 현상 공정을 실행하여 상기 소스 및 드레인 영역이 형성될 자리가 드러나도록 패턴된 감광제 마스크 막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계는,
    상기 반도체 기판의 상면과 상기 반도체 기판 상에 형성된 상기 감광제 마스크 상면에 상기 불순물을 이온 주입하여 상기 반도체 기판의 상면 및 상기 반도체 기판의 상기 매체 대향면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제거단계는,
    상기 감광제 마스크 막 상면에 금속 막을 증착시키는 단계;
    상기 금속막 상면에 제2감광제를 도포하고 상기 저항 영역이 형성될 자리에 상응하는 일부 영역이 드러나도록 상기 제2감광제를 선택적으로 제거하는 사진공정 단계; 및
    상기 금속 막을 식각하여 상기 반도체 기판의 상면에 상기 저항 영역이 형성될 영역과 상기 소스 및 드레인 영역이 드러나도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 저항영역 형성단계는,
    상기 저항 영역이 형성될 영역 및 상기 소스 및 드레인 영역이 드러나도록 일부 영역이 제거된 상기 금속막 상면과 상기 반도체 기판의 상면에 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계에서 보다 낮은 에너지와 낮은 조사량으로 상기 불순물을 이온 주입하는 단계; 및
    상기 금속막 및 상기 금속막 하부의 감광제 마스크 막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  18. 삭제
  19. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나 이상의 전계 정보 재생 헤드가 웨이퍼 상에서 열을 지어 배치된 하나 이상의 유닛을 형성하고,
    상기 웨이퍼 상에서 상기 유닛 단위로 절단하는 단계와;
    상기 유닛의 절단면에 각각의 상기 전계 정보 재생 헤드에 상응하는 ABS 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 ABS 패턴이 형성된 상기 유닛으로부터 각각의 전계 정보 재생 헤드로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
  20. 청구항 9항 내지 17항 중 어느 한 항의 전계 정보 재생 헤드를 제조하고,
    저항 영역 상에 절연막 및 쓰기 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 기록/재생 헤드 제조방법.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서, 적어도 하나 이상의 전계 정보 기록/재생 헤드가 웨이퍼 상에서 열을 지어 배치된 하나 이상의 유닛을 형성하고,
    상기 웨이퍼 상에서 상기 유닛 단위로 절단하는 단계와;
    상기 유닛의 절단면에 각각의 상기 전계 정보 기록/재생 헤드에 상응하는 ABS 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 ABS 패턴이 형성된 상기 유닛으로부터 각각의 전계 정보 기록/재생 헤드로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 정보 재생 헤드 제조방법.
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