KR20100000688A - 기록재생헤드, 이를 채용한 기록재생장치 및기록재생헤드의 제조방법 - Google Patents

기록재생헤드, 이를 채용한 기록재생장치 및기록재생헤드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

개시된 기록재생헤드는, 반도체 기판과, 반도체 기판의 상면에 형성되며 반도체 기판의 상면과 교차되는 절단면으로부터 소정 거리 이격되게 위치되어 기록매체에 정보를 기록/재생하는 센싱부와, 센싱부와 전기적으로 연결되는 것으로서 절단면에 그 일부가 노출되는 HGA용 패드, 및 반도체 기판의 상면에 마련되는 에어 베어링 패턴을 포함한다.

Description

기록재생헤드, 이를 채용한 기록재생장치 및 기록재생헤드의 제조방법{Read/write head, storage apparatus adopting the same, and manufacturing method of read/write head}
본 발명은 기록재생헤드, 이를 채용한 기록재생장치 및 기록재생헤드의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 센싱부가 형성된 면과 교차되는 면에 HGA용 패드가 마련된 기록재생헤드, 이를 체용한 기록재생장치 및 기록재생헤드의 제조방법에 관한 것이다.
컴퓨터의 주저장장치로 주로 사용되는 HDD(Hard disk drive)는 기록매체를 회전시키면서 자기기록재생헤드를 이용하여 정보를 기록재생하는 장치이다. 즉, 자기장을 이용해서 자성기록매체에 제1방향 및 그의 역방향(이하, 제2방향이라 함)으로 자화된 다수의 자기도메인(magnetic domain)을 만들고, 제1방향으로 자화된 자기도메인을 데이터 '0'에, 제2방향으로 자화된 자기도메인을 데이터 '1'에 대응시킨다.
이러한 자기기록방식이 사용되는 HDD의 기록밀도는 최근 수십 년간 급격하게 증가하여, 수평자기기록방식의 HDD의 경우 100Gb/in2 정도의 기록밀도를 얻을 수 있고, 수직자기기록방식의 HDD의 경우 최대 500Gb/in2 정도의 기록밀도를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 그러나, 자기 기록재생헤드로는 강한 국부 자기장을 생성하기 어렵기 때문에 기록밀도를 높이는데 한계가 있다.
최근 자기장이 아닌 전계에 의해 데이터가 기록되는 강유전성 기록매체 및 그의 기록재생을 위한 전기장 센서에 대한 연구가 이루어지고 있다. 전계기록방식은 전계를 이용해서 강유전체 표면에 제1방향 및 그의 역방향(이하, 제2방향이라 함)으로 분극된 전기도메인(electric domain)들을 형성하고, 제1, 제2방향으로 분극된 전기도메인을 데이터 '0' 및 '1'에 각각 대응시키는 방식이다. 전기도메인의 분극 방향에 따라 그 위에 위치되는 전기장 센서의 저항이 달라지므로 헤드의 소오스전극과 드레인전극 사이에 흐르는 전류량이 달라지게 된다. 이 전류량의 변화를 검출함으로써 전기도메인에 쓰여진 정보를 판별할 수 있다. 전계기록재생방식에 의하면, 1Tb/in2 이상의 높은 기록 밀도를 얻을 수 있다.
기록재생헤드는 센싱부, 이 센싱부에 전기신호를 공급하기 위한 HGA(head gimbal assembly)용 패드, 및 기록매체와의 간격을 유지하기 위한 에어 베어링 패턴을 포함한다. 기록재생헤드는 웨이퍼 형태의 반도체 기판을 기반으로 하여 제조되는데, 제조 과정에서 기록재생헤드의 수율을 높일 필요성이 있다.
본 발명은 제조과정에서 수율을 높일 수 잇는 구조를 갖는 기록재생헤드, 그 제조방법, 및 이를 채용한 기록재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 기록재생헤드는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상면에 형성되며, 상기 반도체 기판의 상면과 교차되는 절단면으로부터 소정 거리 이격되게 위치되어, 기록매체에 정보를 기록/재생하는 센싱부; 상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 것으로서, 상기 절단면에 그 일부가 노출되는 HGA용 패드; 상기 반도체 기판의 상면에 마련되는 에어 베어링 패턴;을 포함한다.
본 발명에 따른 기록재생장치는, 기록매체; 상기 기록매체의 기록면과 대면되게 위치되어 상기 기록매체에 정보를 기록/재생하는 기록재생헤드;를 포함하며, 상기 기록재생헤드는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상면에 형성되며, 상기 반도체 기판의 상면과 교차되는 절단면으로부터 소정 거리 이격되게 위치되어, 기록매체에 정보를 기록/재생하는 센싱부; 상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 것으로서, 상기 절단면에 그 일부가 노출되는 HGA용 패드; 상기 반도체 기판의 상면에 마련되는 에어 베어링 패턴;을 포함한다.
일 실시예로서, 상기 기록재생헤드는, 상기 센싱부와 상기 HGA용 패드를 연결하는 연결패드;를 더 구비할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기 판의 상면보다 돌출되지 않는다. 일 실시예로서, 상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기판의 상면과 동일한 면일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 센싱부는 상기 에어 베어링 패턴의 내측에 위치될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 센싱부는 전계효과에 의하여 강유전성 기록매체에 정보를 기록/재생하는 전계기록재생헤드일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 센싱부는 상기 반도체 기판의 상면으로부터 몰입된 몰입부에 마련될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 센싱부는, 저농도 도핑영역인 저항영역과, 상기 저항영역에 의하여 서로 구분되며 고농도 도핑영역인 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 상기 저항영역은 상기 몰입부의 저면으롤부터 상기 강유전성 기록매체를 향하여 돌출된 프로브 타입일 수 있다.
본 발명에 따른 기록재생헤드의 제조방법은, 반도체 기판의 상면에 센싱부를 형성하는 단계; 상기 기판을 식각하여 그 상면으로부터 몰입된 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치에 도전성 물질을 충진하여 상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 HGA용 패드를 형성하는 단계; 상기 기판의 상면을 식각하여 에어 베어링 패턴을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판을 절단하여 그 절단면에 상기 HGA용 패드의 일부를 노출시키는 단계;를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 제조방법은, 상기 HGA용 패드와 상기 센싱부를 전기적으로 연결하는 연결패드를 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 센싱부를 형성하는 단계는, 상기 반도체 기판 상에 마 스크를 패터닝하여, 상기 반도체 기판의 상면이 노출된 제1, 제2영역과, 상기 제1, 제2영역 사이에 위치되고 상기 마스크에 의하여 덮여진 제3영역을 정의하는 단계; 상기 제1, 제2영역에 불순물을 주입하고 확산시켜, 상기 제1, 제2영역에 저저항 반도체영역을, 상기 제3영역에 고저항 반도체 영역을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 센싱부를 형성하는 단계는, 상기 제3영역을 덮은 상기 마스크 중 일부를 제거하는 단계; 상기 제1, 제2영역 및 상기 제3영역의 노출된 부분을 이방성 식각 공정에 의하여 식각하여 상기 반도체 기판의 상면으로부터 몰입시키는 단계; 상기 마스크를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 기록재생헤드, 이를 채용한 기록재생장치, 및 기록재생헤드의 제조방법의 실시예를 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다. 그리고 첨부된 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 따른 기록재생장치의 일 실시예의 구성도이다. 본 실시예의 기록재생장치는 회전되는 디스크 타입의 기록매체(500)를 구비하는 HDD 타입의 저장장치이다. 일 실시예로서, 기록매체(500)는 강유전성 기록매체이다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 기록매체(500)는 기판 위에 하부 전극, 강유전체층이 차례로 형성된 형태이다. 기판은 Si, Glass 등으로 형성될 수 있다. 하부 전극은 반도체 메모리 소자에 사용되는 전극 물질을 사용할 수 있으며, Pt, Al, Au, Ag, Cu 등의 금속 또는 SrRuO3, (La,Sr)CoO 등의 금속 산화물 등으로 형성될 수 있다. 하부 전극은 접지된다. 강유전체층은 PZT(PbZrxTi1-xO3), PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9(SBT), KNbO3, LiTaO3, LiNbO3 등의 강유전 물질로 형성할 수 있다. 강유전체층 위에는 보호층이 더 마련될 수 있다. 보호층은 DLC(diamond like carbon)과 통상적인 하드디스크의 표면에 사용하는 윤활제(lubricant)를 함께 사용하여 형성할 수 있으며, DLC와 윤활제 중 어느 하나로 형성할 수 있다.
HGA(head gimbal assembly)(200)는 기록재생헤드(100)를 기록매체(500) 상에서 위치 이동가능하게 지지한다. 기록재생헤드(100)는 스윙 아암(201)의 단부에 마련된 서스펜션 아암(202)에 장착된다. 스윙아암(202)은 보이스코일모터(400)에 의하여 회동된다. 기록매체(500)가 회전되면 기록재생헤드(100)는 에어 베어링 효과에 의하여 기록매체(500)의 표면으로부터 부상된다. 도 1에 도시된 본 발명의 정보기록재생장치의 구동 시스템은 자기기록재생헤드를 채용한 HDD의 구동시스템과 동일하다. 다만, 자기기록재생헤드를 채용한 HDD에서의 자성기록매체가 강유전성 기록매체(500)로 대체되고, 아울러 자기기록재생헤드가 전계효과에 의하여 정보를 기록/재생하는 기록재생헤드(100)로 대체된다.
도 2는 본 발명에 따른 기록재생헤드(100)의 일 실시예의 사시도이다. 도 3은 도 2의 A부의 상세도이다. 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이다. 본 실시예의 기록재생헤드(100)는 전계효과에 의하여 기록매체(500)에 정보를 기록/재생한다.
도 2와 도 3을 보면, 반도체 기판(10)의 상면(11)에는 에어 베어링 패턴(20)이 형성되어 있다. 반도체 기판(10)의 상면(11)은 기록매체(500)의 기록면(501)과 대면되는 면이다. 에어 베어링 패턴(20)은 기록매체(500)의 표면으로부터 기록재생헤드(100)가 부상될 수 있도록 공기의 흐름을 유도하는 패턴이다. 따라서, 에어 베어링 패턴의 최상면, 즉 에어 베어링 면(ABS: air bearing surface)은 반도체 기판(10)의 상면으로부터 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 에어 베어링 패턴(20)이 반도체 기판(10)의 상면(11)의 일부를 제거함으로써 형성되며, 반도체 기판(10)의 상면(11)은 에어 베어링 면(ABS)이 된다. 반도체 기판(10)의 상면(11)에는 몰입부(13)가 마련된다. 몰입부(13) 안에 기록/재생을 담당하는 센싱부(30)가 위치된다. 반도체 기판(10)으로서는 예를 들면 실리콘 단결정 반도체 기판이 채용될 수 있다.
도 3과 도 4를 보면, 센싱부(30)는 저항영역(R), 소오스 영역(S), 드레인 영역(D)을 포함한다. 소오스 영역(S)과 드레인 영역(D)은 고농도 불순물 영역(highly doped region)이다. 저항영역(R)은 소오스 영역(S)과 드레인 영역(D) 사이에 위치되며, 저농도 불순물 영역(low doped region)이다. 예를 들어, 반도체 기판(10)이 p형 반도체 기판인 경우에 저항 영역(R)은 n-형 불순물 영역이며 소오스 및 드레인 영역(S, D)은 n+형 불순물 영역이다. 반대로, 반도체 기판(10)이 n형 반도체 기판인 경우에는 저항 영역(R)은 p-형 불순물 영역이며 소오스 및 드레인 영역(S, D)은 p+형 불순물 영역이다. n형 불순물(dopant)로서는 예를 들면 인(P), 비소(As) 등이 사용될 수 있으며, p형 불순물(dopant)로서는 붕소(B)가 사용될 수 있다.
센싱부(30)는 전체적으로 몰입부(13)의 바닥면으로부터 상방으로 돌출된 프로브(probe) 형태이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 소오스 영역(S)과 드레인 영 역(D)은 몰입부(13)의 바닥면을 형성하며, 저항영역(R)은 몰입부(13)의 바닥면으로부터 상방, 즉 강유전성 기록매체(500)의 기록면(501)을 향하여 뾰족하게 돌출된 형태(프로브 타입)이다. 센싱부(30)는 반도체 기판(10)의 절단면(12)으로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치된다.
도 3과 도 4를 보면, HGA용 패드(41)(42)는 반도체 기판(10)의 절단면(12)으로 노출된다. 연결패드(51)(52)는 각각 센싱부(30)와 HGA용 패드(41)(42)를 전기적으로 연결한다. HGA용 패드(41)(42)의 노출된 패드면(41a)(42a)은 도시되지 않은 제어부와 연결되어 기록재생헤드(100)로 전기신호를 공급하기 위한 통로가 된다. 본 실시예에서는 HGA용 패드(41)(42)가 연결패드(51)(52)에 의하여 센싱부(30)와 전기적으로 연결되었으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 연결패드(51)(52) 없이, HGA용 패드(41)(42)가 센싱부(30)에까지 연장되어 센싱부(30)와 직접 전기적으로 연결될 수도 있다. 즉, HGA용 패드(41)(42)는 연결패드(51)(52)까지 포함하는 형태일 수 있다.
도 5에는 기록재생동작을 설명하기 위한 모식적 회로도가 도시되어 있다. 재생동작을 위하여 스위치(SW)는 점선으로 도시된 바와 같이 그라운드(GND)로 연결된다. 도 5에 도시된 회로도에서 저항영역(R)은 그 반도체적 성질에 의하여 소오스 영역(S)과 드레인 영역(D)으로 흐르는 전류량을 제어(control)하는 게이트로서 작용된다. 저항영역(R)에 작용되는 전기장의 극성에 따라서 저항영역(R) 내에는 전자의 축적(accumulation) 또는 공핍(depletion)이 발생된다. 이에 의하여 저항영역(R)의 저항은 감소되거나 또는 증가된다.
좀 더 상세하게 설명하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 저항 영역(R)이 n- 영역인 경우, 저항 영역(R)과 마주보는 기록매체(500)의 전기도메인이 제1분극방향으로 분극되어 그 표면전하가 음(-)이면, 저항 영역(R)의 전자(electron) 밀도가 감소하여 저항 영역(R)의 저항값은 커진다. 그러면, 저항 영역(R)을 가로질러 흐르는 전류량은 감소하게 된다. 반대로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 저항 영역(R)과 마주보는 기록매체(500)의 전기도메인이 제2분극방향으로 분극되어 그 표면전하가 양(+)이면, 저항 영역(R)의 전자 밀도가 증가하여 저항 영역(R)의 저항값은 작아진다. 그러면, 저항 영역(R)을 가로질러 흐르는 전류량은 증가하게 된다. 이러한 전류량의 변화에 기초하여 기록매체(500) 표면에 기록된 정보를 읽어낼 수 있다. 저항 영역(R)이 n+ 영역인 경우에는 위에서 설명한 바와 반대로 동작됨을 당업자라면 알 수 있을 것이다.
기록 동작은 기록매체(500)에 분극을 유발시켜 정보를 기록하는 동작을 말한다. 이를 위하여, 도 5에 실선으로 도시된 바와 같이 스위치(SW)는 전원(PS)과 연결된다. 전원(PS)은 그 절대값이 기록매체(500)에 분극을 유발하는 임계전압의 절대값보다 큰 전압을 인가한다. 이에 의하여 기록매체(50)의 전기도메인을 제1분극방향 또는 제2분극방향으로 분극시킴으로써 기록매체(500)에 정보를 기록할 수 있다.
상기한 바와 같은 구조의 기록재생헤드(100)를 채용한 경우에는 저항 영역(R)의 선단의 크기를 매우 작게 할 수 있다. 이는, 기록밀도를 매우 높일 수 있음을 의미한다. 저항 영역(R)을 형성(Fabrication)할 때에, 리소그래피법이 채용하 게 되는데, 수 마이크로 미터 단위의 해상도를 갖는 리소그래피 장비를 이용하더라도 저항 영역(R)의 선단의 크기를 수 내지 수십 나노미터 정도의 크기로 제조할 수 있으며, 이에 의하면 50 나노미터 정도의 기록 트랙 폭을 달성할 수 있다.
센싱부(30)는 반도체 기판(10)의 상면을 이용하여 형성되는데, 이는 센싱부(30)의 특성을 예측하고 그 편차를 조절하는데 유리하다. 좀 더 상세하게 설명하면, 센싱부(30)의 전기적 특성은 반도체 기판(10)의 결정학적 방향성 및 이와 관련된 반도체적 특성과 연관된다. 일반적으로 반도체 기판(10)으로서는 웨이퍼 형태의 단결정 기판이 채용되는데, 센싱부(30)를 기판(10)의 상면에 형성하는 경우에 가장 효과적으로 기판(10)의 반도체적 성질을 활용할 수 있다. 반도체 기판(30)의 상면을 이용한다는 것은 센싱부(30)의 기록매체(500)의 기록면(501)과 대면되는 부분이 웨이퍼 형태의 기판의 절단면 측이 아닌 상면 측에 위치된다는 것을 의미한다.
도 10에 도시된 바와 같이 반도체 기판(10)의 상면(11)에 적층방식에 의하여 센싱부(30a)를 형성하는 경우에는, 반도체 기판(10)을 절단하여 기록재생헤드(100a)를 분리한 후에, 절단면에 에어 베어링 패턴(20)을 형성하여야 한다. 이 경우에는 기계적 및/또는 화학적 폴리싱 공정이 수반된다. 따라서, 에어 베어링 패턴(20)을 형성하는 과정에서 센싱부(30a)가 손상될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 전계기록재생헤드(100)는 센싱부(30)가 반도체 기판(10)의 절단면(12)으로부터 소정거리 이격된 위치에 위치되기 때문에, 반도체 기판(10)을 절단하는 과정이 센싱부(30)에 전혀 영향을 주지 않는다. 또, 에어 베어링 패턴(20)을 반도체 기판(10)의 상면(11)에 식각 공정에 의하여 형성할 수 있기 때문에, 센싱부(30)가 손 상될 가능성이 매우 적다. 따라서, 제조공정에서의 수율을 향상시킬 수 있다.
또, 반도체 기판(10)의 상면(11)을 가공하여 에어 베이링 패턴(20)을 형성할 수 있기 때문에 에어 베어링 패턴(20)을 형성하는 공정이 센싱부(30)를 형성하는 공정과 연속된 공정으로 수행될 수 있다. 따라서, 제조 공정의 효율도 향상될 수 있다.
기판(10)의 상면에 센싱부(30)를 형성하는 경우에, 기판(10)의 상면을 통하여 센싱부(30)를 제어부와 연결하기는 매우 어렵다. 왜냐하면, 기판(10)의 상면(11)은 기록매체(500)의 기록면(501)과 매우 좁은 간격을 유지하는 면이기 때문이다. 본 실시예의 기록재생헤드(100)에 따르면, HGA용 패드(41)(42)를 기판(10)의 상면(11)과 교차되는 절단면(12)으로 노출시킴으로써 제어부와 센싱부(30)와의 전기적 연결을 용이하게 한다.
이하에서, 기록재생헤드(30)의 제조방법을 설명한다. 이하에서, 반도체 기판(10)이 실리콘을 베이스 물질로 하는 p형 반도체 기판인 경우에 대하여 설명한다.
도 7a 내지 도 7f는 센셍부(30)를 형성하는 공정의 일 예이다. 먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 먼저 반도체 기판(10)의 상면(11)에 마스크(PR)를 패터닝하여 제1, 제2, 제3영역(71)(72)(73)을 정의한다. 제1, 제2영역(71)(72)은 반도체 기판(10)의 상면(11)이 노출된 영역이다. 제3영역(73)은 제1, 제2영역(71)(72) 사이에 위치된다. 제3영역(73)의 반도체 기판(10)의 상면(11)은 마스크(PR)에 의하여 덮여져 있다. 이 공정은 통상의 리소그래피법에 의하여 수행될 수 있다. 마스 크(PR)는 예를 들면 포토 레지스트이다.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 마스크(PR)를 이온주입 마스크로 이용해서 제1, 제2영역(71)(72)에 대응되는 반도체 기판(10)의 상면(11)에 불순물(dopant)을 주입(implantation)한다. 여기서, 불순물은 반도체 기판(10)이 p형 반도체 기판이므로 n형 불순물이다.
그런 다음, 불순물을 어닐링(annealing)에 의해 확산시킨다. 그러면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 불순물이 제3영역(73)으로 확산된다. 이와 같은 불순물 주입 및 확산 공정에 의하여, 제1, 제2영역(71)(72)은 불순물이 고농도로 도핑된 저저항 반도체 영역이 되며, 제3영역(73)은 불순물이 저농도로 도핑된 고저항 반도체 영역이 된다.
다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 제3영역(73)을 덮은 마스크(PR)의 일부(PR1)를 제거한다. 즉, 저항 영역(R)의 선단이 위치될 영역에만 마스크(PR2)를 남긴다.
다음으로, 마스크(PR) 및 마스크(PR2)를 식각 마스크로 이용하여 제1, 제2, 제3영역(71)(72)(73)의 노출된 반도체 기판(10)을 식각한다. 이 때에는 이방성 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 그러면, 도 7e에 도시된 바와 같이, 마스크(PR))(PR2)의 아래쪽까지 과식각되어 제3영역(73)은 위쪽으로 뾰족한 형태가 된다.
다음으로, 마스크(PR)(PR2)를 제거한다. 그러면, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상방으로 뾰족한 선단을 갖는 저항 영역(R)과, 그 양쪽에 위치되는 소오스 영역(S) 및 드레인 영역(D)을 구비하는 기록재생부(30)가 완료된다. 또, 기록재생부(30)는 반도체 기판(10)의 상면(11)으로부터 몰입된 몰입부(13) 내에 위치된다.
다음으로, HGA용 패드(41)(42)를 형성하는 과정을 설명한다. 도 7g에 도시된 바와 같이, 센싱부(30)의 양측의 반도체 기판(10)을 식각하여 상면(11)으로부터 몰입된 트렌치(43)(44)를 형성한다. 그런 다음, 트렌치(43)(44) 내부에 도전성 물질을 충진한다. 이에 의하여, 도 7h에 도시된 바와 같이 HGA용 패드(41)(42)가 형성된다.
다음으로, 센싱부(30)와 HGA용 패드(41)(42)를 연결하는 연결패드(51)(52)를 형성하는 과정을 설명한다. 도 7i에 도시된 바와 같이, 식각공정에 의하여, 소오스 영역(S)과 HGA용 패드(41)를 연결하는 제2트렌치(53)와 드레인 영역(D)과 HGA용 패드(42)를 연결하는 제2트렌치(54)를 형성한다. 그런 다음, 제2트렌치(53)(54)에 도전성 물질을 충진한다. 이에 의하여, 도 7j에 도시된 바와 같이 연결패드(51)(52)가 형성된다.
HGA용 패드(41)(42)는 연결패드(51)(52)없이 센싱부(30)와 직접 전기적으로 연결될 수도 있다. 이 경우에는 도 7g에 도시된 공정에서 트렌치(43)(44)를 도 7i에 도시된 제2트렌치(53)(54)까지 포함하도록 연장하여 형성하고, 이 트렌치(43)(44)에 도전성 물질을 충진하면 된다.
다음으로, 반도체 기판(10)의 상면(11)을 식각하여 도 2에 도시된 바와 같은 에어 베어링 페턴(20)을 형성한다. 이 때, 식각공정에서 센싱부(30)는 제외되는 것이 바람직하다. 즉, 센싱부(30)는 에어 베어링 면(ABS) 내부에 위치되는 것이 바람 직하다. 물론, HGA용 패드(41)(42) 및 연결패드(51)(52)도 에어 베어링 표면(ABS)의 내측에 위치될 수 있다.
상기한 제조공정에 의하여 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 반도체 기판(10) 위에 복수의 기록재생헤드(100)가 제조된다.
이제, 가로 절단선(14a) 따라 반도체 기판(10)을 절단하여 도 9에 도시된 바와 같은 복수의 기록재생헤드(100)가 마련된 바(bar: 15) 형태의 제조물을 형성한다. 이 절단 공정에 의하여 HGA용 패드(41)(42)의 패드면(4a)(42a)이 노출될 수 있다. 또한, 절단 공정 후에 절단면(12)을 연마함으로써 HGA용 패드(41)(42)의 패드면(41a)(42a)이 노출될 수도 있다.
상기한 공정이 완료된 후에 세로 절단선(14)을 따라 바(bar: 15)를 절단함으로써 기록재생헤드(100)의 제조가 완료된다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기록재생장치의 일 실시예의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 기록재생헤드의 일 실시예의 사시도.
도 3은 도 2의 A부의 상세도.
도 4는 도 3의 B-B' 단면도.
도 5는 기록재생헤드에 의한 기록재생원리를 설명하기 위한 회로도.
도 6a와 도 6b는 기록재생헤드에 의한 재생원리를 설명하기 위한 도면들.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명에 따름 전계기록재생헤드의 제조 공정을 보여주는 도면들.
도 8은 도 7a 내지 도 7j에 도시된 제조공정에 의하여 반도체 기판에 복수의 전계기록재생헤드가 제조된 상태를 도시한 도면.
도 9는 가로 절단 공정 후에 복수의 기록재생헤드가 마련된 바(bar)를 도시한 사시도.
도 10은 적층방식에 의하여 제조된 전계기록재생헤드의 일 예를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10......반도체 기판 11......반도체 기판의 상면
12......반도체 기판의 절단면 13......몰입부
20......에어 베어링 패턴 30......센싱부
41, 42......HGA용 패드 51, 52......연결패드
71, 72, 73......제1, 제2, 제3영역 D......드레인 영역
R......저항 영역 S......소오스 영역
100......기록재생헤드 200......HGA
201......스윙 아암 202......서스펜션 아암
400......보이스코일모터 500......기록매체
501......기록면

Claims (21)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 상면에 형성되며, 상기 반도체 기판의 상면과 교차되는 절단면으로부터 소정 거리 이격되게 위치되어, 기록매체에 정보를 기록/재생하는 센싱부;
    상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 것으로서, 상기 절단면에 그 일부가 노출되는 HGA용 패드;
    상기 반도체 기판의 상면에 마련되는 에어 베어링 패턴;을 포함하는 기록재생헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부와 상기 HGA용 패드를 연결하는 연결패드;를 더 구비하는 기록재생헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기판의 상면보다 돌출되지 않은 기록재생헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기판의 상면과 동일한 면인 기록재생헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 에어 베어링 패턴의 내측에 위치되는 기록재생헤드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱부는 전계효과에 의하여 강유전성 기록매체에 정보를 기록/재생하는 기록재생헤드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 반도체 기판의 상면으로부터 몰입된 몰입부에 마련되는 기록재생헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센싱부는, 저농도 도핑영역인 저항영역과, 상기 저항영역에 의하여 서로 구분되며 고농도 도핑영역인 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 기록재생헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저항영역은 상기 몰입부의 저면으로부터 상기 강유전성 기록매체를 향하여 돌출된 프로브 형태인 기록재생헤드.
  10. 기록매체;
    상기 기록매체의 기록면과 대면되게 위치되어 상기 기록매체에 정보를 기록/재생하는 기록재생헤드;를 포함하며,
    상기 기록재생헤드는,
    반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 상면에 형성되며, 상기 반도체 기판의 상면과 교차되는 절단면으로부터 소정 거리 이격되게 위치되어, 기록매체에 정보를 기록/재생하는 센싱부;
    상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 것으로서, 상기 절단면에 그 일부가 노출되는 HGA용 패드;
    상기 반도체 기판의 상면에 마련되는 에어 베어링 패턴;을 포함하는 기록재생장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센싱부와 상기 HGA용 패드를 연결하는 연결패드;를 더 구비하는 기록재생장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기판의 상면보다 돌출되지 않은 기록재생장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에어 베어링 패턴의 에어 베어링 면은 상기 반도체 기판의 상면과 동일한 면인 기록재생장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 에어 베어링 패턴의 내측에 위치되는 기록재생장치.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱부는 전계효과에 의하여 강유전성 기록매체에 정보를 기록/재생하는 기록재생장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 반도체 기판의 상면으로부터 몰입된 몰입부에 마련되는 기록재생장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 센싱부는, 저농도 도핑영역인 저항영역과, 상기 저항영역에 의하여 서로 구분되며 고농도 도핑영역인 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 기록재생장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 저항영역은 상기 몰입부의 저면으로부터 상기 강유전성 기록매체를 향하여 돌출된 프로브 형태인 기록재생장치.
  19. 반도체 기판의 상면에 센싱부를 형성하는 단계;
    상기 기판을 식각하여 그 상면으로부터 몰입된 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 트렌치에 도전성 물질을 충진하여 상기 센싱부와 전기적으로 연결되는 HGA용 패드를 형성하는 단계;
    상기 기판의 상면을 식각하여 에어 베어링 패턴을 형성하는 단계;
    상기 반도체 기판을 절단하여 그 절단면에 상기 HGA용 패드의 일부를 노출시키는 단계;를 포함하는 기록재생헤드의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 HGA용 패드와 상기 센싱부를 전기적로 연결하는 연결패드를 형성하는 단계;를 더 구비하는 기록재생헤드의 제조방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 센싱부를 형성하는 단계는,
    반도체 기판 상에 마스크를 패터닝하여, 상기 반도체 기판의 상면이 노출된 제1, 제2영역과, 상기 제1, 제2영역 사이에 위치되고 상기 마스크에 의하여 덮여진 제3영역을 정의하는 단계;
    상기 제1, 제2영역에 불순물을 주입하고 확산시켜, 상기 제1, 제2영역에 저저항 반도체영역을, 상기 제3영역에 고저항 반도체 영역을 형성하는 단계;
    상기 제3영역을 덮은 상기 마스크 중 일부를 제거하는 단계;
    상기 제1, 제2영역 및 상기 제3영역의 노출된 부분을 이방성 식각 공정에 의하여 식각하여 상기 반도체 기판의 상면으로부터 몰입시키는 단계;
    상기 마스크를 제거하는 단계;를 포함하는 기록재생헤드의 제조방법.
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