KR100718140B1 - 반도체 탐침 및 이를 이용한 기록 재생 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 탐침과 이를 이용한 기록재생방법이 개시된다. 개시된 반도체 탐침은 하부면에 전극층이 마련된 강유전성 매체에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하는 반도체 탐침으로서, 저항성 팁;과 매체와 대향하는 면에, 전극층과의 사이에 전압을 온, 오프 함으로써 매체와 팁 간의 접촉력을 조절하는 정전력 형성 전극부가 구비된 캔티레버;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또 개시된 기록재생방법은 본 발명에 의한 반도체 탐침을 이용하는 기록재생방법으로서, 매체의 전극층과 반도체 탐침의 정전력 형성 전극부간에 전압을 인가하여 매체와 팁간의 접촉력에 정전력을 포함되게 하는 기록단계;와 전극층과 정전력 형성 전극부간에 전압을 인가하지 않아 매체와 팁간의 접촉력에 정전력이 포함되지 않게 하는 재생단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 탐침 및 이를 이용한 기록 재생 방법{Semiconductor probe and method of recording and repoducing information using the same}

도 1은 종래의 반도체 탐침의 매체와 팁간의 접촉력을 형성하는 힘을 도시한 개략도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 반도체 탐침의 매체와 팁간의 접촉력을 형성하는 힘을 도시한 개략도이다.

도 3a 및 도 3b는 저항성 팁이 구비된 반도체 탐침을 이용한 기록 및 재생 원리를 설명하는 개략도이다.

도 4는 매체와 팁간의 접촉력과 도트 크기의 관계를 설명하기 위한 도 3a의 점선 부분의 확대도이다.

도 5a는 본 발명에 의한 연속모드형 반도체탐침을 이용한 기록재생방법을 설명하기 위한 단면도이고 도 5b는 기록 및 재생시의 기록전압, 정전력형성전압 및 접촉력을 나타낸 그래프이다.

도 6a는 본 발명에 의한 불연속모드형 반도체탐침을 이용한 기록재생방법을 설명하기 위한 단면도이고 도 6b는 기록 및 재생시의 기록전압, 정전력형성전압 및 접촉력을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

F_M .... 기계적 힘 F_E .... 정전력

F_contact.... 접촉력 V_W.... 기록전압

V_E.... 정전력형성 전압 51.... 연속모드형 반도체탐침

61.... 불연속모드형 반도체탐침 35,55,65.... 저항성 팁

32,52,62.... 저항영역 36,56,66.... 고농도 도전영역

38,58,68.... 강유전성 매체 39,59,69.... 전극층

17,27,57,67.... 정전력형성 전극부 13,23,53,63.... 캔티레버

본 발명은 스캐닝 프로브 마이크로스코피에 이용되는 반도체 탐침 및 이를 이용한 기록재생방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 매체와의 접촉력(contact force)을 조절할 수 있는 캔티레버 구조를 가진 반도체 탐침 및 이를 이용한 기록 재생 방법에 관한 것이다.

탐침은 여러 SPM(Scanning Probe Microscopy)기술에 이용된다. 예를 들어, 탐침과 시료 사이에 인가되는 전압차이에 따라 흐르는 전류를 검출하여 정보를 재생하는 주사관통현미경(Scanning Transmission Microscope; STM), 탐침과 시료 사이의 원자적 힘을 이용하는 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope; AFM), 시료의 자기장과 자화된 탐침간의 힘을 이용하는 자기력 현미경(Magnetic Force Microscope; MFM), 가시광선의 파장에 의한 해상도 한계를 개선한 근접장 주사 광학 현미경(Scanning Near-Field Optical Microscope; SNOM), 시료와 탐침간의 정전력을 이용한 정전력 현미경(Electrostatic Force Microscope;EFM)등에 이용된다. 최근에는 SPM에 기초한 기록 재생 기술도 등장하고 있다. 하드 디스크 드라이브와 같은 통상의 자기기록장치의 경우 기록밀도는 최근 수십년간 급격하게 증가하여 왔고 헤드와 디스크 간 인터페이스에서의 트라이볼로지 최적화와 함께 고도의 신뢰성이 달성되었다. 수평자기기록의 경우 100Gbit/in² 의 기록밀도가 달성되었고 수직자기기록의 경우 그 이상의 기록밀도도 가능하다고 하나 자기기록 기술은 기본적으로 초상자성 효과에 의해 기록밀도의 한계를 가지고 있다. 최근 극도로 첨예한 프로브 팁을 사용함으로서 표면 특성을 나노스케일로 측정할 수 있는 스캐닝 프로브 마이크로스코프(scanning probe microscopy)가 등장함에 따라 Tbit/in² 수준의 기록밀도가 가능할 것으로 예상되고 있다. 이러한 SPM에 기초한 기록기술은 소형화가 가능한 장점도 함께 있어 차세대 저장기술로 부각되고 있으나 중요한 해결과제로 프로브 팁과 기록매체 간 인터페이스(PMI)에서의 트라이볼로지 특성과 관련된 신뢰성이 문제된다.

도 1은 탐침을 이용한 기록 재생에 있어 캔티레버 밴딩에 의한 기계적 힘(mechanical force)이 접촉력으로 작용하게 되는 종래 기술을 도시한 것이다. 팁(3)과 캔티레버(5)를 구비하는 탐침으로서 캔티레버(5)의 밴딩을 이용하여 매체(7)와 팁이 접촉하게 된다. 이 때 밴딩의 정도는 필요한 접촉력에 따라 결정되게 된 다. 예를들어 저항성 팁을 구비한 반도체 탐침을 이용하여 기록 및 재생을 하는 경우 주어진 작은 기록 전압으로 안정적인 기록을 하기 위해서는 비교적 강한 접촉력이 요구된다.

이 때, 기계적 힘만으로 접촉력을 결정하게 되는 종래 기술의 경우 기록시에나 재생시에나 동일한 접촉력이 작용하게 되는 문제점이 있다. 안정적인 기록을 위해 접촉력을 크게 하는 것은 탐침의 팁의 마모를 일으키게 된다. 특히 PZT와 같은 강유전체를 기록매체로 사용하는 경우 표면 강도(surface hardness)가 상당히 커서 팁의 마모는 보다 큰 문제가 된다. 첨예도가 큰 팁의 경우 매체와의 접촉 압력(contact pressure)이 커지기 때문에 매체에 의한 마모 파편이 더 많이 발생하여 오염이 문제되며 또 팁 자체도 충격에 의해 파손될 수 있다. 팁을 슬라이딩 방향으로 다소 뭉툭하게 하면 마모율이 적다는 연구결과가 있으나 이것은 기록밀도를 희생하게 된다. 따라서 접촉력을 크게 하고자 하는 경우 팁의 형상은 기록밀도, 슬라이딩 속도, 매체의 재질 등을 고려하여 최적화되어야 하는 어려움이 있다. 한편 내마모성을 보장하기 위해 팁 또는 매체에 보호막을 코팅하는 방법, 예컨대 다이아몬드를 코팅하는 방법도 논의된 바 있다. 한국공개특허 1999-069113은 내마모성을 보장하기 위해 다이아몬드가 코팅된 팁을 이용하는 방법을 제시하고 있으나 강유전체를 이용한 탐침 기록 재생에 있어 팁 또는 매체에 다른 물질을 코팅하는 것은 기록 재생특성을 저하시키므로 적용하기 어렵다.

안정적인 기록을 위한 접촉력에 맞추어 캔티레버 밴딩을 결정하게 되면 팁의 마모가 심해 기록 재생특성을 저해하게 되고, 마모를 방지하기 위해 약한 접촉이 되게 캔티레버 밴딩을 결정할 경우 안정적인 기록이 되지 않아 역시 기록 재생 특성을 저해하는 결과가 된다.

따라서 팁과 매체간의 접촉력은 이러한 문제점을 고려하여 적정한 값으로 결정되어야 한다. 그러나 기존의 캔티레버의 밴딩을 이용한 기계적 힘을 이용하는 방법은 기록시에나 재생시에 동일한 접촉력이 작용되게 되어 있어 팁의 마모를 최소화 하기 위한 약한 접촉력의 조건과 안정한 기록을 위한 강한 접촉력의 조건을 동시에 만족시키기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서 팁의 마모를 최소화하면서도 고기록밀도에서의 기록 재생 특성을 보장할 수 있도록 팁과 매체간의 접촉력을 조절할 수 있는 구조의 반도체 탐침과 이를 이용한 기록 재생 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일면에 전극층이 마련된 강유전성 매체에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하기 위하여 반도체 불순물이 저농도로 도핑된 저항영역과 상기 반도체 불순물이 고농도로 도핑된 도전영역을 포함하는 팁과 상기 팁의 일단부에 위치한 캔티레버를 포함한 반도체 탐침으로서 상기 캔티레버는 상기 매체와 대향하는 면에 상기 전극층과의 사이에 전압을 온/오프 함으로써 상기 매체와 상기 팁 간의 접촉력을 조절하는 정전력 형성 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 기록재생방법은 저농도 저항영역 및 고농도 도전영역을 포함하는 저항성 팁과, 상기 팁의 일단부에 위치하고 일면에 전극층이 마련된 강유전성 매체와 대향하는 면에 상기 도전영역과 전기적으로 연결된 정전력 형성 전극부를 포함하는 캔티레버를 포함한 반도체 탐침을 이용하여, 상기 매체에 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 재생하는 기록재생방법으로서, 상기 전극층과 상기 고농도 도전영역 사이에 전압을 인가하여 상기 매체에 정보를 기록할 때에 상기 정전력 형성부와 상기 전극층사이에 정전력을 발생시켜 상기 매체와 상기 팁간의 접촉력을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 기록재생방법은 저농도 저항영역 및 고농도 도전영역을 포함하는 저항성 팁과, 상기 팁의 일단부에 위치하고 일면에 전극층이 마련된 강유전성 매체와 대향하는 면에 상기 도전영역과 전기적으로 절연된 정전력 형성 전극부를 포함하는 캔티레버를 포함한 반도체 탐침을 이용하여, 상기 매체에 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 재생하는 기록재생방법으로서 상기 전극층과 상기 고농도 도전영역 사이에 전압을 인가하여 상기 매체에 정보를 기록할 때에 상기 정전력 형성부와 상기 전극층사이에 정전력을 발생시켜 상기 매체와 상기 팁간의 접촉력을 증가시키도록 상기 전극층과 상기 정전력 형성 전극부 간에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 반도체 탐침의 구조 및 이를 이용한 기록재생방법을 상세히 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 반도체 탐침의 매체와 팁간의 접촉력의 작용을 도시한 개략도이다 도 2a의 탐침(11)은 캔티레버(13)와 그 말단부에 팁(15)이 형성되어 있고 팁이 형성된 면으로 매체(18)와 대향하는 면에는 정전력 형성 전극부(17)가 마련되어 있다. 팁이 매체(18)와 접촉할 때 팁(15)과 매체(18)간에는 접촉력(contact force)이 작용하는데 이 힘은 캔티레버(13)의 밴딩에 의한 기계적 힘(mechanical force,F_M)과 매체하부의 전극(19)과 캔티레버 면에 형성된 상기 정전력 형성 전극부(17)간에 정전력형성 전압(V_E)이 인가되는 경우의 정전력(electrostatic force,F_E)로 구성된다. 캔티레버 밴딩에 의한 기계적 힘(F_M) 의 크기는 수학식1과 같다.

여기서 k는 캔티레버의 강성(stiffness)이고 x는 캔티레버 밴딩에 의한 변위이다. 예컨대 캔티레버의 강성이 0.84N/m 이고 변위가 1nm이면 이 힘은 8.4nN 이 된다. 또 매체 하부 전극(19)과 캔티레버의 정전력 형성 전극부(17) 사이에 축적된 정전에너지로부터 정전력을 계산할 수 있고 이는 수학식2와 같다.

여기서 ε₀ ,ε₁은 각각 공기의 유전상수(permittivity)와 매체의 비유전상수이고, A는 전극의 단면적, t는 매체의 두께, y는 매체와 정전력 형성 전극부간의 거리를 의미한다. 매체가 PZT이고 비유전상수가 400, t가 0.05um, y가 1um이고 인가전압이 5V이면 위 정전력은 인력으로서 43.2nN 이 된다. 살펴본대로 정전력의 크기는 기계적 힘의 수배 정도가 되고 이는 인가전압에 의해 온/오프 될 수 있으므로 이를 이용하여 효과적으로 접촉력의 크기를 조절할 수 있다. 또 이 정전력의 크기는 위 수식에서 나타난대로 매체와 정전력 형성 전극부사이의 거리 y에 반비례하므로 이를 증감함으로써 정전력의 크기를 다르게 할 수 있다.

도 2b의 탐침은 매체(18)와 대향하는 캔티레버 면에 단차구조가 형성된 것이다. 즉 캔티레버(23) 하부면에 팁(25)으로부터 캔티레버(23)의 길이 방향으로 소정 거리 떨어진 곳에 상기 팁(25)이 형성된 방향으로 소정 두께의 돌출부가 형성되어 있다. 정전력형성 전극부(27)와 매체(18)간의 거리 y'은 도 2a의 y보다 작은 값이 되는 구조로서 정전력이 커지게 된다. 이 때 돌출된 부분은 매체와 보다 가까운 거리에 있게 되는 팁(25)쪽 부분인 것이 효과적으로 정전력을 크게 하는 방법이 된다. 또한 돌출된 높이나 길이는 필요한 만큼의 접촉력이 작용하도록 적절하게 결정될 수 있다. 상기 팁(15,25)을 저항성 팁(35)으로 할 경우 강유전성 매체에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하는 반도체 탐침으로 응용될 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 저항성 팁을 구비한 반도체 탐침을 이용한 기록 및 재생 원리를 설명하는 개략도이다. 도시한 저항성 팁(35)은 제 1불순물이 도핑된 팁으로서, 팁의 첨두부에는 제2불순물이 저농도로 도핑되어 형성된 저항영역(32)이 존재하고, 상기 저항영역의 주변 경사면에는 상기 제2불순물이 고농도로 도핑된 고농도 도전영역(36)을 구비한다. 기록시에는 도 3a에 도시한대로 팁의 고농도 도전영역(36)과 강유전성 매체(38) 하부에 마련된 전극층(39)간에 전압을 인가하며, 이에 의해 강유전체 도메인이 분극된다. 재생은 도 3b에 도시한대로 분극된 도메인에 의한 전기장에 의해 저항성 팁(35)의 저항영역(32)의 저항변화를 측정하는 방법에 의한다. 즉 외부 전기장에 의해 팁 끝부분에 공핍영역이 형성되어 저항영역(32)의 단면적이 작아지고 이에 따라 저항영역(32)의 저항값이 작아지는 것을 측정하는 것이다.

도 4는 매체와 팁간의 접촉력과 기록된 도트 크기의 관계를 설명하기 위한 도 3a의 점선 부분의 확대도이다. 이를 참조하여 접촉력이 기록특성에 미치는 영향을 설명하기로 한다. 팁과 매체 표면간의 접촉을 설명하기 위해 팁의 첨두부를 확대한 것으로 R은 팁 첨두부의 반경을 나타낸다. 기록전압에 의해 분극되는 도트(dot)의 크기는 매체와 팁간의 접촉력에 의존하는 양이 된다. 도 4a는 강한 접촉(strong contact)을 도시한 것으로서 팁과 매체간에 접촉이 완벽하게 이루어지는 경우이다. 기록전압 인가시 팁의 전압 V_tip 은 곧 매체표면의 전압 V_s 와 일치한다. 따라서 기록되는 도트의 크기는 접촉 길이 2A와 같다. 그러나 접촉이 완벽하지 않 은 경우, 도 5b에서처럼 팁과 매체표면간 거리 w는 0인 아닌 유한한 값이 된다. 이러한 경우 강유전성 매체의 큰 유전상수는 w에 따른 전압 감소를 급격하게 하여 매체표면의 전압 V_S는 수학식3과 같다.

이 경우 도트의 크기는 도4a의 2A 보다 작은 값이 될 것이다. 이렇게 접촉력에 따라 기록특성이 달라지며 안정한 기록을 위해서는 매체와 팁간에 강한 접촉이 요구된다.

정전력형성 전극부(17, 27)를 구비한 상기한 구조의 탐침은 접촉력에 캔티레버 벤딩에 의한 기계적 힘 외에, 정전력을 포함할 수 있으므로 보다 강한 접촉력으로 기록이 가능해진다. 도 5a, 도 5b를 참조하여 본 발명의 반도체 탐침을 이용한 기록재생방법을 상세히 설명한다. 도 5a는 본 발명에 의한 연속모드형 반도체탐침을 이용한 기록재생방법을 설명하기 위한 단면도이고 도 5b는 기록 및 재생시의 기록전압, 정전력형성 전압 및 접촉력을 나타낸 그래프이다. 연속모드는 매체의 도메인간에 간격을 두지 않고 연속적으로 분극이 일어나도록 기록신호를 입력하는 방식을 의미한다. 도시한 연속모드형 반도체 탐침(51)은 저항성 팁(55)과 저항성 팁(55)이 말단에 위치하는 캔티레버(53)를 구비하며, 강유전성 매체(58)와 대향하는 캔티레버의 면에는 정전력 형성 전극부(57)가 형성되어 있다. 상기 캔티레버 면은 평탄할 수도 있고 도시한 바와 같이 단차 구조일 수도 있다. 또 정전력 형성 전극 부(57)는 팁(55)과 거리를 두지 않고 형성되어 있어 팁(55)의 고농도 도전영역(56)과 전기적으로 연결되어 있다. 이 경우 정전력형성 전압(V_E)은 기록전압(Vw)이 인가될 때 함께 인가되게 되므로 기록시에 항상 정전력(F_E)이 작용하게 된다. 따라서 연속모드에서 적용할 수 있는 반도체 탐침의 구조가 된다. 하부면에 전극층(59)을 가지는 강유전성 매체(58) 상에 미도시된 구동부에 의해 상기 저항성 팁(55)이 위치한 후 기록 및 재생이 이루어진다. 도 5b에 나타나는 바와 같이 기록단계에서 저항성 팁(55)의 도전영역(56)과 강유전성 매체(58) 하부의 전극층(59)간에 기록전압(Vw)을 인가하게 된다. 이 때 저항성 팁(55)의 도전영역(56)과 캔티레버(53)의 정전력형성 전극부(57)는 연결되어 있으므로 기록전압(Vw)은 동시에 정전력 형성전압(V_E)으로도 기능하게 되므로 따라서 기록전압(Vw)이 인가됨과 동시에 정전력(F_E)도 발생하게 된다. 팁과 매체 표면간의 접촉력은 캔티레버 밴딩에 의한 기계적 힘(F_M)외에 정전력(F_E)을 포함하여 강한 접촉이 가능해 진다. 이 경우 팁의 전압은 매체 표면에 감쇄없이 전달되고 이에 의해 강유전성 매체(59)의 도메인은 분극되어 안정적으로 기록이 행해진다. 재생단계는 분극된 도메인으로부터의 전기장에 의한 저항영역(52)의 저항변화를 검출하는 것이다. 고농도 도전영역(55)과 전극층(59)간에 기록전압(Vw)이 인가되지 않으며 따라서 정전력 형성 전압(V_E)도 인가되지 않는다. 재생시의 접촉력은 F_M 만이 작용하게 되므로 팁의 마모를 줄일 수 있다.

도 6a, 도 6b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 탐침을 이 용한 기록재생방법을 설명한다. 도 6a는 본 발명에 의한 불연속모드형 반도체 탐침을 이용한 기록재생방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6b는 기록 및 재생시의 기록전압, 정전력형성전압 및 접촉력을 나타낸 그래프이다. 불연속모드는 매체의 도메인간에 일정한 간격을 두어 분극이 일어나도록 기록신호를 입력하는 방식을 의미한다. 도시한 불연속모드형 반도체 탐침(61)은 저항성 팁(65)과 저항성 팁(65)이 말단에 위치하는 캔티레버(63)를 구비하며, 캔티레버의 하부면으로 강유전성 매체(68)와 대향하는 면에는 정전력형성 전극부(67)가 형성되어 있다. 상기 캔티레버 면은 평탄할 수도 있고 도시한 바와 같이 단차 구조일 수도 있다. 정전력 형성 전극부(67)는 팁(65)과 소정 거리를 두고 형성되어 있어 저항성 팁(65)의 고농도 도전영역(66)과 절연되게 배치되어 있다. 이 경우 정전력형성 전압(V_E)은 기록전압(V_W)과는 별개로 인가 될 수 있게 된다. 하부면에 전극층(69)을 가지는 강유전성막(68)을 구비한 기록매체상에 미도시된 구동부에 의해 상기 저항성 팁(65)이 위치한 후 기록 및 재생이 이루어진다. 기록단계는 저항성 팁(65)의 고농도 도전영역(66)과 강유전성 매체(68) 하부의 전극층(69)간에 기록전압(V_W)을 인가하는 것 외에 캔티레버(61)의 정전력형성 전극부(67)와 상기 전극층(69)간에 정전력형성 전압(V_E)을 인가하는 동작으로 이루어진다. 기록전압(V_W)은 일정 간격하에 불연속적으로 인가되며 이 때 저항성 팁(65)의 고농도 도전영역(62)과 캔티레버(63)의 정전력형성 전극부(67)는 별개로 형성되어 있으므로 기록전압(V_W)이 인가됨과 동시에 정전력형성 전 압(V_E)도 인가되도록 하여야 한다. 기록전압(V_W)과 정전력형성 전압(V_E)은 동시에 on/off 될 수 있다. 바람직하게는 기록전압(V_W) 인가시 접촉력을 확실히 강하게 하기 위해 도시한 대로 정전력형성 전압(V_E)이 기록전압(V_W)보다 먼저 on 되고 나중에 off 될 수 있다. 기록시의 팁과 매체간의 접촉력은 캔티레버 밴딩에 의한 기계적 힘(F_M) 외에 정전력(F_E)을 포함하므로 강한 접촉이 가능해지며 이 경우 팁의 전압은 매체 표면에 감쇄없이 전달되게 된다. 이에 의해 강유전성 매체(68)의 도메인은 분극되어 안정적으로 기록이 행해진다. 재생단계는 분극된 도메인으로부터의 전기장에 의한 저항영역(62)의 저항변화를 검출하는 것으로서 고농도 도전영역(66)과 상기 전극층(69)간에 기록전압(V_W)이 인가되지 않으며, 정전력형성 전압(V_E)도 인가되지 않은 상태에서 이루어진다. 재생시의 접촉력은 기계적 힘(F_M)만이 작용하게 되므로 팁의 마모를 줄일 수 있다. 본원 발명인 반도체 탐침의 구조 및 이를 이용한 기록 재생 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따라 매체와 팁간에 접촉력을 조절할 수 있는 탐침의 구조가 제공 된다. 접촉력에 기계적 힘 외에 조절 가능한 정전력을 포함시키는 구조로서 캔티레버 하부면에 정전력 형성 위한 전극부를 구비하여 매체와의 사이에 전압을 온/오프함에 따라 정전력이 접촉력에 포함 또는 불포함 될 수 있게 되는 것이다. 또 저항성 팁을 구비하는 반도체 탐침으로 응용됨으로써 강유전성 매체를 안정적으로 기록 재생하는 기록 재생방법을 제공한다. 즉 기록시에는 정전력을 함께 인가하여 균일한 도트 크기의 안정적인 기록을 가능하게 하며, 재생시에는 정전력이 작용하지 않고 기계적 힘 만이 작용하므로 팁의 마모를 최소화 할 수 있다.

Claims (9)

1. 일면에 전극층이 마련된 강유전성 매체에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하기 위하여 반도체 불순물이 저농도로 도핑된 저항영역과 상기 반도체 불순물이 고농도로 도핑된 도전영역을 포함하는 팁과 상기 팁의 일단부에 위치한 캔티레버를 포함한 반도체 탐침에 있어서, 상기 캔티레버는

   상기 매체와 대향하는 면에 상기 팁의 도전영역과 전기적으로 절연되게 마련된 것으로, 상기 전극층과의 사이에 전압을 온/오프 함으로써 상기 매체와 상기 팁 간의 기록시의 접촉력이 재생시의 접촉력보다 상대적으로 크게 되도록 조절하는 정전력 형성 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 탐침.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서

   상기 캔티레버는 상기 매체와 대향하는 면이 단차 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 탐침.
5. 저농도 저항영역 및 고농도 도전영역을 포함하는 저항성 팁과, 상기 팁의 일단부에 위치하고 일면에 전극층이 마련된 강유전성 매체와 대향하는 면에 마련된 정전력 형성 전극부를 구비하는 캔티레버를 포함한 반도체 탐침을 이용하여, 상기 매체에 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 재생하는 기록 재생 방법에 있어서,

   상기 정전력 형성 전극부와 상기 전극층 사이에 전압을 인가하여 상기 매체와 상기 팁간의 접촉력을 증가시키는 기록단계; 및

   상기 정전력 형성 전극부와 상기 전극층 사이에 전압을 인가하지 않는 재생단계;를 포함하여

   상기 매체와 상기 팁간의 기록시의 접촉력을 재생시의 접촉력보다 상대적으로 크게 하는 것을 특징으로 하는 기록 재생 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 정전력 형성 전극부는 상기 팁의 도전영역과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 재생 방법,
7. 제5항에 있어서,

   상기 정전력 형성 전극부는 상기 팁의 도전영역과 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 재생 방법,
8. 제7항에 있어서,

   상기 전극층과 상기 정전력 형성 전극부 간에 전압을 인가하는 단계는 상기 전극층과 상기 고농도 도전영역간에 전압을 인가하는 것보다 먼저 시작하고 나중에 끝나는 것을 특징으로 하는 기록 재생 방법,
9. 삭제

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