TW550622B - Data storage device and read/write component for data storage device - Google Patents

Description

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本發明大致上係關於以AFM(原子力顯微鏡）爲基礎的資 枓儲存及顯微術系統。本發明之特殊具體實施例提供讀取 /寫入裝置，供資料鍺存裝置用，以及提供感測裝置，供 原子力顯微鏡用。 处原子力顯微鏡爲目前爲著名的裝置，其中樣本的表面形 態係以安裝於一微構製懸臂末端的一尖端加以感測。當掃 描樣本時，僅毫微米的銳利尖端與樣本表面間的原子力交 互作用引發懸臂的樞軸偏轉。樣本的表面形態藉由領測此 項偏轉而決定。AFM技術同時應用於資料儲存範疇，以 提供新一代高密度，高資料速率的資料儲存裝置，供大量 圮憶體應用使用。以AFM爲基礎之資料儲存器詳述於 研究發展期刊，2000年五月，第44卷，第3號，第323-340頁，”馬陸—擁有一仟支以上尖端可供未來資料 儲存用”，Vettlger等人著，其中引用作爲參考。此處，懸 臂上安裝的尖端在資料儲存器媒體表面上讀取及寫入資 料。以下簡單説明懸臂設計及讀取寫入作業的基本原理: 附圖之圖la至lc示意顯示以AFM爲基礎之資料儲存裝 置的一讀取/寫入組件1。組件i包含一大致U型的懸臂2， 其連接至一支撑結構3 (圖中僅部分顯示）。懸臂2其腳 2a，2b的撓曲提供懸臂相對於一樞軸p的基本樞軸移動。 讀取/寫入尖端4配備於一加熱器5，該加熱器於懸臂2末 端形成一平台。高度摻雜雜質的矽懸臂腳2a，2b定義一 電流路徑，使加熱器平台5連接於支撑結構3上的—對電 子供應線（未顯示）之間。作業中，讀取/寫入尖端4相^

裝

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550622 五 發明説明（2 於此處以截面示意顯示的一資料儲存媒體表面6偏動。此 處，該儲存媒體包含一石夕基體&及一4〇毫微米厚的聚合 物表層6 b。 於寫入模式中，可藉由應用-寫入模式電位，通過供應 久而將加熱器平台5加熱至_窝入溫度、。尖端4的加 煞結果導致將熱傳至聚合物表層6a，造成聚合物的局部 熔化。如圖la所示，如此將使尖端4穿透表層，形成一凹 洞’或者稱爲位元内縮7。此_凹洞代表値爲"工"的一位 ’而値爲 0丨1的一位元目丨丨以去4»相、门主一 、， 八]乂未出現凹洞表不。儲存媒體ό 可相對於讀取/寫入組件}移動，而允許尖端將資料寫入該 表面=一區域，抑或對應於移動範圍，稱爲"儲存範圍"。以 於讀取模式中，力口熱器平台5利用其與溫度相依的電阻 而作爲-熱感測ϋ。透過供應線應用一讀取模式電位，將 加熱器加熱至一讀取溫度1^，該溫度小於寫入溫度Tw， 而且不會高至造成聚合物熔化。當尖端4掃描儲：二 時，於每一位元位置上的懸臂2框軸位置根據是否出現一 凹洞7而不同。如圖lb所示，當未出現一凹洞時，加執 5與儲存媒體6間的距離較大，而如圖1(；所示，當出現^ 凹洞時’其對應距離較小，而且尖端進入凹洞中。當—位 疋位置出3見-凹洞時，通過加熱器5與料媒體6間的: ^隙之傳熱將更有效率，而且由於有較多熱散失到^ 媒體，所以加熱器5的溫度及其電阻將下降。因此，杏: 描错存範圍時，資料位元係藉由監視加熱器5的溫度 加以偵測，而實行上則藉由監視通過供應線之— 久 Ύ 串聯 5- ϋ尺度適用Η家標準(CNSTT4規格公釐） 550622 __ A7 ΤΙ—-- —_ Β7 五、發明說明（1 f 電阻器之電壓改變而加以偵測。 雖然以上已經解釋一單一讀取/寫入組件1的作業，但如 先/考的文早中所説明，實行上使用這類組件的陣列。 各組件其兩供應線之-係-列供應線，爲陣列中同-列的 所有組件所共有’❼另_供應線係—行供應線，爲陣列中 同订的所有組件所共有。以此方式，供應線數目得以最 J化而可使用一種簡單的列-行）定址方案供應讀取 /寫入組件電力，以驅動加熱器5。 因此’使用上述裝置，於寫人及讀取兩模式中僅需以單 -對供應線定址每—組件，丨許使用—簡單的x_y定址障 列結構'然而，於個別組件中，加熱器平台設計的寫入需 要及讀取需要必需取得平衡，但如此將限制窝入及讀取兩 模式的作業效率。 根據本發明的-第_方面，其中提供—資料儲存裝置的 一碩取/寫入組件，該讀取/寫入組件包括： 槓桿裝置和一支撑結構，該槓捍裝置連接至該支撑結 構，以提供基本樞軸移動，以及提供該支撑結構上一對電 子供應線間的第一和第二電流路徑，使用時，該槓捍裝置 藉由該對電子供應線連接至電力供應裝置，而能夠於寫t 模式及讀取模式中作業； ”

一寫入模式加熱器，配備於第一電流路徑中的槓捍裝詈 上； 、 L 一讀取/寫入尖端，配備於寫入模式加熱器上； 一讀取/寫入加熱器，配備於第二電流路徨中的槓桿裝 裝 訂

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550622 A7 B7 五、發明説明（4 ) 置上；以及 去耦裝置，安排用來當電力供應裝置於讀取模式作業 時，禁止電流經由所使用的弟*一電流路徑流至寫入ί吴式加 熱器。 因此，於本發明之具體實施例中，分離的寫入及讀取模 式加熱器配備於支撑結構其供應線間的各別電流路徑中之 棺样裝置上，而且當組件於讀取模式中作業時，去耦裝置 禁止電流經由電流路徑流至寫入模式加熱器。使用分離的 讀取及寫入加熱器，連同作業之讀取模式中的寫入加熱器 去耦，使寫入及讀取加熱器的設計更符合寫入及讀取模式 作業的需要，但仍然僅需要以一單一對供應線將組件定址 於兩種模式中。例如，寫入加熱器可製作得小些，而且具 有低電阻，以提供一快速，低電壓，低電力的寫入元件。 反之，雖然此處去编裝置用以禁止電流流至寫入加熱器， 進而加熱，以防止此加熱器達到寫入溫度，但仍可將讀取 加熱器製作得大些，以增加讀取模式的熱靈敏度和信號雜 訊比。例如，以寫入速度，電力消耗和讀取靈敏度爲例的 組件效率可因而大幅改良，不需額外的供應線供雙模式作 業用，方便實行如以上所討論的一簡單X - y定址之陣列安 排。 於去耦裝置僅在讀取模式中用以禁止電流流至寫入加熱 器的具體實施例中，於寫入模式將寫入加熱器加熱至Tw 期間，讀取加熱器將發生些許加熱。雖然此種能量損失可 能不重要，但於較佳具體實施例中，額外安排去耦裝置， -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622 A7 B7 五、發明説明（5 ) 當電力供應裝置於寫入模式作業時，用以禁止電流經由所 使用的第二電流路徑流至讀取模式加熱器。於這類具體實 施例中，讀取及寫入加熱器可有效地獨立定址，以便從讀 取及窝入加熱器的最佳化中獲得最大效能的好處。 裝 考慮以下安排：去耦裝置包含某些形式的供應控制開 關，以根據作業模式於兩電流路徑中切換。然而，爲了簡 4匕，於較佳具體實施例中，去耦裝置包含··寫入去耦裝 置，當電力供應裝置於讀取模式作業時，用以禁止電流流 至寫入模式加熱器，以及讀取去耦裝置，當電力供應裝置 於寫入模式作業時，用以禁止電流流至讀取模式加熱器。 4口以下進一步的討論，組件上之去耦裝置位置取決於槓桿 裝置的特殊設計。

槓样裝置可配置爲一懸臂，而且雖然可於具體實施例中 考慮以電流路徑作爲懸臂體上的傳導軌跡，但爲了方便， 選擇以懸臂形成一傳導結構，藉由形狀的優點定義電流路 徑。於一例子中，該懸臂包含兩橫向布置的腳部分，於各 別的對應末端連接至支撑結構，而且第一和第二橋接部分 各與兩腳部分互連。此處，第一橋接部分包含寫入模式加 熱器，而且第二橋接部分包含讀取模式加熱器。於此例子 中，腳部分和第一橋接部分本身可定義第一電流路徑，類 似地，第二電流路徑係以腳部分和第二橋接部分加以定 義。以下將詳細説明此一具體實施例，而且於此情況下， 將去耦裝置設置於懸臂上。於另一例子中，該懸臂包含三 個橫向布置的腳部分，於各別的對應末端連接至支撑結 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622 ' A7 B7 五、發明説明（6 ) 構，-第一橋接部分將中央腳部分與一第一外側腳部分互 連，而且一第二橋接部分將中央腳部分與第二外側腳部分 互連。再次，第一橋接邵分包含窝入模式加熱器，而且第 二橋接部分包含讀取模式加熱器。然而，於此情況下，以 第一外側腳部分，第一橋接部分和中央腳部分定義第一電 流路徑，而卫以第二外側腳部分，第二橋接部分和中央腳 . 部分定義第二電流路徑。如以下所示，使用此結構，可很 方便地將去耦裝置設置於支撑結構上。 於-替代之安排中，取代先前建議中配置爲一懸臂，槓 桿裝置包含一延長的槓样體和兩連接臂，該二連接臂從槓 样體兩側向外延伸，連接槓桿體與支撑結構而定義一樞 軸，並且從梢桿體的末端偏移，槓桿體相對於該樞軸加以 運用。於此”擺動槓桿”安排中，寫入模式加熱器和讀取 模式加熱器布置於樞軸的相反側位於或接近槓样體末端。 再次，可形成以槓桿體定義兩電流路徑，以下將詳細説明 此一具體實施例的例子。 無論槓桿裝置的特殊結構爲何，於較佳具體實施例中， 讀取模式加熱器較寫入模式加熱器更偏離槓桿裝置的樞軸 移動軸。此特性形成一種機械式放大機構，其中，讀取模 式加熱器的樞軸移動較讀取/寫入尖端的樞軸移動更加放 大，相較於先前的安排，可進一步改良讀回靈敏度。 去耦裝置本身可採用各種形式，尤其可視電力供應裝置 如何於兩種不同模式中作業而定。於一特殊之簡單系統 中，電力供應裝置安排用來當寫入模式時，於供應線間強 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 550622 A7 B7 五、發明説明（7 ) 追-極性的電位，而且當讀取模式時，於供應線間強迫相 反極性的電位。此一系統所使用的一讀取/寫入組件中， 寫入去耦裝置可簡單用以禁止電流以應用讀取模式電位所 導致的電流方向流至寫入模式加熱器，而且讀取去耦裝置 可簡單用以禁止電流以應用寫入模式電位所導致的電流方 向流至讀取模式加熱器。 上述之本發明具體實施例可額外使用一新奇的讀取感測 安排。尤其，支撑結構可至少部分於基本上與樞軸移動軸 平行的一平面上，沿著槓桿裝置附近延伸，而且讀取模式 加熱器可於支撑結構的一表面上方，沿著槓桿裝置附近延 伸，於讀取模式加熱器與該表面間提供一間隙，而且該間 隙厚度隨著槓桿裝置的樞軸移動而變化。使用此種安排， 取代先前裝置中使用儲存媒體作爲熱讀取感測系統的一加 熱槽，可使用支撑結構作爲加熱槽。於使用此安排之具體 實施例中，讀取模式加熱器可於較高溫度下作業，沒有熔 4匕聚合物而可能抹除資料的風險。於構製組件時，讀取模 式加熱器與支撑結構間的間隙可例如使用一保護性薄膜處 理製作得很小，而且可精確控制。因而此種安排可更進一 步改良讀取模式靈敏度。 於上述本發明其第一方面之具體實施例中，去耦裝置於 作業的讀取模式中用以禁止電流流動，進而至少禁止加熱 寫入模式加熱器。本發明的第二方面提供一資料儲存裝置 的一讀取/寫入組件，該讀取/寫入組件包含·· 槓桿裝置和一支撑結構，該槓桿裝置連接至該支撑結 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 玎

550622 五、發明說明（8 構’以提供基本揠軸移動，以及 子供應線間的至少—電流路徑； [〜構上-對电 窝入板式加熱器，配備^該電流路徑中的槓桿裝置 上 上 、買取/寫入尖端’配備於寫入模式加熱器上以及 讀取模式感測器，配備^該電流路徑中的槓桿裝置 式加熱器與槓捍裝置之相鄭區域以及讀取模 二:應:：之相鄰區域的熱性質係藉由透過使用 〜、用—弟一信號脈衝，使寫入模式加熱器能夠 加^至-寫人溫度Tw，但讀取模式感測器保持在小於Tw 的溫=，以及藉由透過使用的供應線，應用一第二信號矿: =，其>具有比第-信號脈衝更小的振幅和更長的期間，使 二取挺式感測器能夠加熱至一讀取溫度TR<Tw，但寫入 模式加熱器保持在小於T w的溫度。 a因此二於本發明其第二方面的具體實施例中，如同之 刖，-躀取模式感測器與寫入模式加熱器分開提供，但此 處的去耦機構爲熱式，而非電子式。尤其，於此等具體實 施例中，其安排爲：寫入模式加熱器，讀取模式感測器： 槓样裝置之相鄰區域的熱性質促成：（a)藉由一第_信號 脈衝使寫入模式加熱器加熱至T w，但讀取模式感測器溫 度停留於T w以下；以及（b )藉由一第二，較低但較長的信 號脈衝使讀取模式感測器加熱至TR，但寫入模式加熱^ 的溫度停留於T w以下。因此，於讀取模式中，窝入模式 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 裝 550622 五 發明說明（9 力口煞斋有效率地熱去耦，但未加飫 應比較上較丟& η ^ …、引達Tw的程度，以響 寫入模式中較低振幅的讀取模式脈衝。類似地，於 到ϋτ^制#有效率地熱絲，但未加散 以響應比較上較短而且較高振幅的寫： 咸 如上述使用電子去輕之具體實施例，- 共應線定址於窝入及讀取兩種模式：因= •使用熱去耦機構之具體實施例的優點。 2習此項技藝者將明白：可適當選定像是結構，安排， 大小和材料等槓捍元件設計的各個方面而提供所需 2性質。例如，—給定元件的熱電容代表將該元件加散 r 一給足溫度所需的能量多寡，而且其取料該元件的材 料和體積。類似地，—元件的熱時間常數取決於來自該元 件表面的熱損失率’以及相鄰元件的傳熱效率，因而取決 =像是大小，維度，截面和材料等因子。因此，藉由適當 選擇各種特性，可達成寫入模式加熱器與周圍間，以及讀 取模式加熱器與周圍間的不同熱耦合強度·。 於較佳之具體實施例中，寫入模式加熱器較讀取模式感 測器爲小，而且與寫入模式加熱器相鄰的槓桿裝置區域中 來自使用之寫入模式加熱器的熱損失率相對較高，而與讀 取模式感測器相鄰的槓桿裝置區域中來自使用之讀取模式 感測器的熱損失率相對較低。例如，於特殊之較佳情況 下’其中槓桿裝置基本上以傳導材料作成並且以其形狀定 義至少一電流路徑，則較佳者，與讀取模式感測器相鄰的 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公爱) 裝 訂 線 550622 A7 B7 五、發明説明（10 ) 槓样裝置區域包含禁止來自使用之讀取模式感測器的熱損 失限制。 如同電子去耦之具體實施例中，槓桿裝置可具有各種組 態，懸臂，或其他，以下將進一步説明一特別方便的懸臂 組態。再者，本發明此方面之具體實施例可使用以上所討 論的新奇讀取感測安排，其中使用支撑結構作爲一加熱 槽，而且可利用藉由將讀取模式感測器設置得較寫入加熱 器更遠離樞軸所提供的機械式放大機構。於某些具體實施 例中，如同之前，讀取模式感測器本身可包含一加熱器。 而其他具體實施例中，讀取模式感測器可能僅簡單包含一 熱電阻感測器，而且其足夠接近寫入模式加熱器，導致於 應用讀取模式信號脈衝期間，來自寫入模式加熱器的熱損 失造成讀取模式感測器加熱至讀取溫度T R。 藉由利用上述新奇讀取感測安排的基本原理，可有效率 地實行使用各種讀取感測機構的讀取/寫入組件。因此， 根據本發明的第三方面，其中提供資料儲存裝置的一讀取 /寫入組件，該讀取/寫入組件包括·· 槓桿裝置和一支撑結構，該槓桿裝置連接至該支撑結 構，以提供基本樞軸移動，以及提供該支撑結構上一對電 子供應線間的第一電流路徑，其中該支撑結構至少部分基 本上平行於樞軸移動軸的一平面上，沿著槓桿裝置附近延 伸； 一寫入模式加熱器，配備於第一電流路徑中的槓桿裝置 上； -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂

線 550622 A7 B7 五 、發明説明 一謂取/舄入夫钿，配備於寫入模式加熱器上； 一第一鄰近感測器元件，配備於槓桿裝置附近之支撑結 才冓的一邵分；以及 、 一第一鄰近感測器元件，配備於槓桿裝置，而且布置於 第一鄰近感測器元件上方，使第一與第二鄰近感測器元件 間的距離隨著槓桿裝置的摇軸移動而變化； 其中至少一槓桿裝置和該支撑結構經由第一和第二鄰近 感測器7G件提供第二電流路徑，用於供應線耦合。 以下將進一步説明實施本發明此方面的讀取/寫入組件 例子。其中將可明白：本發明此方面的具體實施例於作業 的讀取模式中，可使用上述去搞裝置，至少特別用以禁止 電流说至謂取模式加熱器，同時較佳者，必要時，於寫入 模式中，禁止電流流至讀取感測安排。再者，雖然以下將 詳細説明一特別的較佳安排 裝置的各種組態。 仁如仍可考慮槓桿 ^然以上焦點特別在於資料儲存應用，但 種特性，尤其是新奇讀取感測安排，亦可 力== 應用：有：發揮。顧技術於技藝中很著名，：：：： 不必詳細巩明，但考慮以下的作業原理I太 益。 下菜原理基本説明將有所助 附圖2係—AFM示意表示法，同— 使用的三個基本# Μ Μ θ +列說明技藝中 t本偵測機構。AFM感測裝置 «111，其連接至_支撑結構。 微構 P的基本樞軸移動，如同 二對於-樞軸 精由說曲蟋臂體而提供 -14- 550622 五、發明説明（12 j種私動。感測尖端1 3布置於遠離支撑結構1 2的懸臂末 端i作業時，—待分析的樣本14放置於樣本支撑15上。 示意表示的一驅動機構16促成樣本支撑15與感測裝置1〇 、子私動，進而以尖端1 3掃描樣本。於掃描期間，尖 端與樣本表面間的原子力交互作用促成懸臂U的樞軸移 動，而樣本的表面形態便藉由偵測此移動而顯現。三個基 本偵測系統大致以i 7，j 8和丨9表示。（當然，實行上， 僅使用此等偵測系統之一）。帛-系統使用一光學機構偵 =圖中示意表示的懸臂17的偏轉。第二系統利用一測壓 私子元件1 8感測由懸臂的樞軸偏轉所造成的壓力。第三 系統=用安裝於懸臂η上的一直接插入電極19。該電^ 作爲懸臂13的一鄰近感測器，懸臂與直接插入電極”間 的距離隨著懸臂的偏轉而變化。 、上述AFM系統牽涉幾個問題。直接插入電極安排1 9很 難構製，而光學感測機構17的安排則爲相對較複雜的安 排。至於使用測壓電子機構丨8，其靈敏度取決於懸臂撓 曲所感應的壓力，而此種壓力隨著懸臂的剛性而增加。較 具剛性的懸臂提供較高的靈敏度，但其後，相同的偏轉需 要與尖端樣本更高的接觸壓力，因而導致尖端的磨損增 力口，同時可能損壞樣本。 根據本發明的第四方面’其中提供一種原子力顯微鏡的 感測裝置，該裝置包括·· 槓#裝置和一支撑結構，該槓桿裝置連接至該支撑結 構，以提供基本樞軸移動，而且該支撑結構至少部分於基 -15- I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Μ規格⑼㈣97公爱)_ 550622 A7 ________ B7 五、發明説明（13 ) " '一'一""" — 本上平行於樞軸移動軸的一平面上，沿著槓桿裝置附近延 伸；以及 一感測尖端，配備於槓捍裝置，進而使用尖端與所掃描 樣本間的原子力交互作用造成槓桿裝置的樞軸移動；田 其中邵分槓捍裝置於槓捍裝置附近的部分支撑結構上方 延伸，使兩部分間的距離隨著樞軸移動而變化，因而藉由 該距離的變化指示使用尖端所掃描的樣本之表面形態。^ 因此，於本發明此方面之具體實施例中，可簡單藉由偵 測以上所定義之槓样裝置其特殊部分與支撑結構的較鄰近 處而監視尖端移動。其提供一種簡單但具有高度效率的鄰 近感測機構，避免以上討論之現存系統的缺點。 顯然，可以各種方式偵測該裝置其前述部分之鄰近處的 變化，以下將説明特殊例子。然而較佳者，於該等部分中 土少其一 k供一鄰近感測器元件，用以感測這類變化。於 特殊之較佳具體實施例中，使用類似早先所説明之資料儲 存組件的熱鄰近感測。此處，槓桿裝置的該部分可包含一 加熱器，槓桿裝置藉由使用支撑結構提供一電流路徑，連 接加熱器與一電力供應，進而以支撑結構的該部分作爲一 加熱槽，使加熱器的溫度隨著距離的變化而變化。使用支 撑結構作爲一加熱槽，加熱器可於一相對較高的溫度下作 業，沒有損壞例如可能是一生物學樣本之類樣本的風險。 無論使用何種鄰近感測系統，爲了增強靈敏度，較佳者， 將槓桿裝置的前述部分設置於或接近槓桿裝置其遠離樞轴 移動軸的一端。雖然此處以具有機械式放大的擺動槓桿組 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622 五、發明說明（14 圭古但如早先説明中使用讀取/寫入組件，槓桿裝置 關= 各種組態。如以下進—步之説明，以上所討論有 且二*入組件的各種其他特性有助於促進感測裝置的 具體實施例。 本發明的另—方面提供_種合併上述感測裝置的原子力 顯微鏡。根據本發明的第一，第二和第三方面，本發明各 別的進一步彳面提供包含讀取/窝入組件其陣列的裝置， 以及合併這類陣列的資料儲存裝置。 現在將藉由例子，參照附圖，説明本發明的較佳具體 施例，其中·· 、 圖Uhc説明一資料儲存裝置的一先前讀取/寫入 之結構及作業； =2係一原子力顯微鏡的—示意表示法，其中舉例説明 先前系統中所使用的基本偵測機構； 圖3係一資料儲存裝置的一示意表示法，其中可使用具 體實施本發明的讀取/寫入組件； 八 圖4a係具體實施本發明其第一讀取/寫入組件的一亍音 之舉例説明； 心 圖4b顯示圖4a之讀取/寫入組件的等效電子電路； 圖5係一謂取/寫入組件其第二具體實施例的一示意之舉 例説明； + 圖6a係一讀取/寫入組件其第三具體實施例的—示竟 舉例説明； “ 圖6b顯示圖6a之讀取/寫入組件的等效電子電路； -17 本紙蒗尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱） 裝 訂 線 550622

θ係靖取/窝入組件其第四具體實施例的一示意之 舉例說明； 圖7b顯示圖7a之讀取/窝入組件的等效電子電路； 圖8係一讀取/窝入組件其第五具體實施例的一示意之舉 例説明； 圖9a 土 9 e舉例祝明本發明之具體實施例中所使用的各 種鄰近感測器安排； 圖l〇a係一頡取/寫入組件其第六具體實施例的一示意 之舉例説明； 圖10b顯示圖10a之讀取/寫入組件的等效電子電路·， 裝 、圖10C舉例説明用以驅動圖10a之組件的讀取及寫入模 式信號脈衝；以及 訂 圖11係具體實施本發明之AFM感測裝置的一示音表示 發明詳細説明 首先參照圖3，資料儲存裝置20包括—資料儲存媒體2 i

和讀取/寫入裝置，該裝置爲讀取/寫入組件”的陣列U 形式。（以下將詳細説明作爲讀取/寫入組件2 3的各種具 體實施例。然而，將可以明自：必要時，此等組件可能： 括像是放大^等所需的額外電路，由於這類額外電路= 本發明的重點，因此以下説明中將省略）。如圖巾的示咅 指示，每一讀取/寫入組件23連接至兩供應線，一列供: 線R和-行供應線C。該陣列中同一列的所有組 相同的列供應線R。類似地，該陣列中π y j 一仃的所有組件 -18- 本紙强l尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 550622 A7 B7 五、發明説明（16 共旱相同的行供應線C。示意指示的驅動裝置2 4促成該陣 列與儲存裝置的相對移動。因而可對照儲存媒體將該陣列 精確地設置於其作業位置上，而且於作業期間，如先前所 説明，每一組件2 3可掃描其個別儲存範圍。 陣列22的列與行供應線R，c連接至電力供應及讀取偵 測電路25。電路25用以供應陣列22之組件的電力，個別 組件23以已知方式，經由電路25的列與行多工器（未分開 顯示），藉由其列與行供應線加以定址。每一組件2 3可定 址於寫入及讀取兩種模式，於寫入模式中，電力供應電路 透過供應線供應一寫入模式信號，於讀取模式中，則透過 供應線供應一讀取模式信號。區塊2 5中之讀取偵測電路 於讀取模式作業，以偵測由組件23其讀取感測機構所指 示的位元値。通常，此種讀取偵測可以熟習此項技藝者明 白的各種方式執行。然而，於以下所述之特殊具體實施例 中，可如先前系統藉由測量通過陣列22其行供應線所連 接之串聯電阻器的電壓而很方便地執行讀取偵測。 圖4a舉例説明一讀取/寫入電路3〇的第一具體實施例， 其可用於如圖3資料儲存裝置之陣列22的一類似組件陣列 中。組件3 0包括槓桿裝置，爲懸臂3 i的形式，其連接至 一支撑結構3 2，圖中僅顯示該支撑結構的一部分。（實行 上，提供陣列中所有組件一完整的支撑結構，整個陣列使 用一般所知類型的半導體處理技術構製成一積體電路，使 晶片主體提供陣列中所有懸臂3 !的支撑結構3 2 )。懸臂 3 1係由兩橫向布置的懸臂腳33a，3孙分別藉由第—和^二 -19-

550622 五 、發明説明（ 17 5Π4和35互連而成。-寫入模式加熱器36布置於 =J 士較小區段的橋接部分34中央，而且形成讀取/ 二碲37的一平台。—對二極體38a和38b整合於橋接 一 在加煞器3 6的兩側各一。如以下所解釋，此等 ^極㈣a，38b構成寫人去㈣置。第二橋接部分35係由 取板式力口熱器39形成，該讀取模式加熱器39應較寫 入，式加熱器36大些’而且連接遠離支撑結構其連接處 的懸臂腳33a，33b末端。尚有一對二極體4〇a和碰，整合 |腳其第一與第二橋接部分間的區段，在讀取模式加 二、器士的兩侧各一。如以上所解釋，此等二極體4此 構成讀取去_裝置。 根據;^ ,腳3 3 a ’ 3 3 b其彈性的優點，可説明懸臂於支撑 結構的連接處相對於一樞軸P的基本樞軸移動。（當然， 將可明白··由於此種移動係藉由撓曲懸臂腳所提供，所以 ▽亥運動並非如使用安裝於樞軸上的一鋼體相對於一樞軸的 嚴格樞軸移動。雖然基本上效果相同，但其後須對此處所 使用的名碉”樞軸移動”和"樞軸，，加以解釋）。 “於構製該陣列期間，懸臂結構的各種元件係藉由已知的 丰導體處理技術形成。此處懸臂腳33a , 33b係以高度摻雜 贺的秒形成，以提供寫入及讀取加熱器36 , 39以及支撑結 構j 2上i列與行供應線R，c間的傳導連接。根據其形狀 的優點可以看出：懸臂3 !定義供應線R，c間的兩電流路 徑。懸臂腳33a，33b和第一橋接部分3 4提供第一電流路 控’其中包括二極體38a，38b和窝入加熱器36。腳33a， -20- 本纸浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱） 550622 A7 B7 五、發明説明（18 ) 3 3b和第二橋接部分3 5提供第二電流路徑，其中包括二極 體40a，40b和讀取加熱器3 9。圖4 b顯示組件3 0的等效電 子電路。由此圖中可以看出：二極體3 8a，3 8b連接用來禁 止電流以一方向於供應線間流動’反之’二極體對40a ’ 4 Ob連接用來禁止電流以相反方向流動。 於圖3儲存裝置之陣列2 2其組件3 0的作業中，於寫入模 式，電力供應電路2 5之作業在供應線R，C間應用一極性 的電位，而於讀取模式，在供應線間應用另一極性的電 位。因此，於寫入模式中，電流於第一電流路徑經由二極 體38a和3 8b流至寫入加熱器36，但二極體40a和40b禁止 電流於第二電流路徑流至讀取加熱器3 9。類似地，於讀 耳又模式中，電流於第二電流路徑經由二極體40a和40b流 至讀取加熱器39，但二極體38a和38b禁止電流於第一電 流路徑流至寫入加熱器3 6。因此，於寫入模式中，可以 很快將狹窄的橋接部分3 4中之小型低電阻寫入加熱器3 6 力口熱至寫入溫度T w，不需在讀取加熱器3 9上虛耗能量。 於讀取模式中，相對較大的讀取加熱器3 6，提供高熱感 測作業靈敏度，而且於加熱至讀取溫度T R期間，藉由二 極體38a，3 8b的去耦動作防止寫入加熱器3 6加熱。因此， 於讀取期間，儲存媒體的尖端37和聚合物表層保持冷 卻，以減少磨損聚合物。因此，整體而言，組件3 0提供 一高效率的讀取/寫入組件，其具有高寫入速度，低耗 電，及高讀取靈敏度，而且可經由單一對列與行供應線定 址於兩模式。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 550622 發明説明 顯然’於本發明具體實施例中，38a，38b和40a，40b各 對中僅需提供一個二極體來達成電子去耦效果。然而，於 此較佳安排中，各對中提供兩個二極體，使懸臂能夠相對 於垂直框轴P的經線軸平衡。同時注意兩加熱器3 6和 3 9，項取加熱器3 9配備於懸臂3 i的橋接部分，距離樞軸 P取逆。雖然可能爲相反的安排，但此種安排確保於讀取 平台移動時’可加強寫入平台的樞軸移動，其導致尖端 3 7的讀取模式掃描。圖5舉例説明一具體實施例的例 子，其中將進一步利用此效果。於此具體實施例的組件 4 5中，逄身的各種元件對應於圖4 &中的元件，讀取加熱 器46和樞軸間的距離叫與寫入加熱器47和樞軸間的距離 匀之比例增加，因而使圖中以箭號所示之尖端樞軸運動的 放大增加。此種機械式放大機構更進一步改良組件的讀取 1敏度。顯然，實際之尖端與樞軸距離可達到的放大係數 (d! /七）取決於組件設計的各個方面，像是作業速度，彈 性和懸臂的共振頻率等，然而，放大係數可輕易達到2以 上，而且於較佳具體實施例中，取決於設計的限制，放大 係數大約可從5至1 〇。 圖6a説明圖3之資料儲存裝置中使用的一讀取/寫入組 件的第三具體實施例。此具體實施例的組件5 〇再次包括 一懸臂51，其連接至一支撑結構52，以提供相對於一樞 轴P的基本樞軸移動。然而，此處，懸臂具有三個橫向布 置的腳53a，5扑和53(：。第一橋接部分54將外側腳與 中央腳53b互連。第二橋接部分55將外側腳53c與中央腳 -22-

裝 訂

k 550622 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 53b互連。第一橋接部分係由形成1買取/寫入尖端57的平 台之寫入模式加熱器56所形成。一讀取模式加熱器58配 備於第二橋接部分5 5。如同之前，傳導懸臂腳53a ’ 53b， 5 3 c提供連接至圖中所示之支撑結構5 2上的列與行供應線 R和C。可以看出，懸臂再次定義供應線R，C間的兩電流 路徑。第一電流路徑係以外側腳53a，包含寫入加熱器5 6 的第一橋接部分5 4，和中央腳5 3 b加以定義。第二電流路 徑係以外側腳53c，包含讀取加熱器5 8的第二橋接部分 5 5，和中央腳53b加以定義。再次配備去耦裝置，但此處 將去耦裝置設置於支撑結構上。尤其，如圖中所示，一寫 入去耦二極體6 0連接於列供應線R與外側腳5 3 a之間，而 一讀取去耦二極體6 1連接於列供應線R與外侧腳5 3 c之 間。圖6 b中説明此具體實施例的等效電子電路，由其中 可以看出：二極體60與61連接用來禁止電流以相反方向 於供應線R，C間流動。因此，於圖3之資料儲存裝置的 具體實施例作業中，在寫入及讀取模式中，電力供應電路 再次於供應線間應用相反極性的電位。於寫入模式中，電 流於第一電流路徑經由二極體6 0，流至寫入加熱器5 6， 但二極體6 1禁止電流於第二電流路徑中流至讀取加熱器 5 8。於讀取模式中，第二電流路徑的電流經由二極體 6 1，流至讀取加熱器5 8，但二極體6 0禁止電流於第一電 流路徑中流至寫入加熱器5 6。因此，如圖4 a之組件3 0其 對應作業的優點同樣應用於此具體實施例中。然而，此 處，每一電流路徑中僅配備一單一二極體。再者，使用此 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 21 550622 五、發明說明（ =:臂設計’可方便地將去轉 非於懸臂本身。 尤文谭、々構上，而 雖然於圖式所説明之特殊触余 子丰& # € y f殊八月豆貝施例中以二極體作爲電 才了乂久^旦熟習此项技藝者將可明白：電子去搞系統 其他方式實行，例如使用經安排之電晶體或者 ^ 供希望的趣效^再者，雖然於此處例子

中，在作業的讀取和窝人模式中使用相反極性的電壓，但 顯然亦可考膚JL #系絲 Jr] L 兩.，二、 、他系狁，例如使用不同位準及安排以禁止 包瓜同於低於，介於，或者超過某種定限位準之電路元 件的電壓，只要去_置較此處所説明的簡單二極體安排 更複雜，則將去镇裝置設置於支撑結構上的能力尤其有 用。因此’圖6a的懸臂設計於去韓系統實行中提供 彈性。 圖7a説明一讀取/寫入組件的第四具體實施例，其中槓 捍裝置具有一，，擺動槓桿，，組態。尤其，於此具體實施例 的組件6 5中，槓桿裝置具有一延長的槓桿體6 6，其藉由 兩連接臂68a和68b連接至支撑結構67(再次，圖中僅部分 顯示）。如圖中之箭頭所指示，此等連接臂上的扭轉提供 槓桿體6 6相對於一樞軸p的基本樞軸移動。槓桿體6 6包 括兩橫向布置的腳部分70a和70b，以第一橋接部分7 J於 ‘互連’而且以弟二橋接郡分72於另一端互連。一小 型之窝入模式加熱器7 3設置於第一且相對較窄的橋接部 分71’而且提供讀取/寫入尖端74的平台。第二橋接部分 7 2係由一相對較大的讀取模式加熱器7 5形成。傳導積桿 24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 裝 訂 線 550622 A7 B7 五、發明説明（22 ) 體和連接臂定義支撑結構6 7上之列與行供應線R和C間的 兩電流路徑。第一電流路徑係以連接臂68a，68b，介於連 接臂與第一橋接部分7 1間的腳70a，70b區段，和包含寫入 加熱器7 3的第一橋接部分提供。第二電流路徑係以連接 臂68a，68b，介於連接臂與第二橋接部分72間的腳70a， 70b區段，和包含讀取加熱器7 5的第二橋接部分提供。寫 入去耦二極體77a，77b和讀取去耦二極體78a，78b所形成 的去耦裝置配備於槓桿體66。寫入去耦二極體77a，77b相 對於槓桿體的經線軸對稱地布置，其介於連接臂與寫入加 熱器73之間，而讀取去耦二極體78a，78b類似地布置於連 接臂與讀取加熱器7 5之間。 圖7b顯示此具體實施例的組件6 5之等效電子電路。可 以看出，如同之前，此處，寫入去耦二極體77a，77b連接 用來禁止供應線R，C間的電流以相反方向流至讀取去耦 二極體78a，78b。因此，於圖3之資料儲存裝置的作業 中，當於供應線間應用一寫入模式電位而經由第一電流路 徑驅動寫入加熱器時，讀取去耦二極體78a，78b禁止電流 流至讀取加熱器7 5。類似地，當應用一相反電極的讀取 模式電位而經由第二電流路徑驅動讀取加熱器7 5時，寫 入去耦二極體77a，77b禁止電流流至寫入加熱器7 3。因 此，如上述懸臂安排其對應作業的優點同樣應用於此具體 實施例中。此外，小區段連接臂68a，68b的扭轉可高度有 效提供槓桿體的樞軸移動，不需大幅撓曲懸臂腳70a， 70b。同時注意：以上所討論的機械式放大機構很容易用 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

裝 玎

550622 A7 B7 23 五、發明說明（ 動槓桿組態，讀取加熱器75較具有尖端74的寫 入接式加熱器更偏離樞軸p。 用f實施例中’讀取感測可如先前系統藉由使 儲存媒姐21作爲讀取加熱器的加熱槽而加以執行。炊 =二説明-讀取/寫入組件的—例子，其中槓桿裝置和 支撑4將安排使用支撑結構作爲加熱槽，以執行散讀取 t測。本具豸實施例的組件80大致類似於圖㈣擺動槓 才干j體實施例，因而此處僅説明重要差異。首先，如圖中 所成明，本具體實施例的支撑結構8丨於基本上平行於樞 軸p和槓桿體其大致範圍的-平面上，沿著積桿體82附近 延伸（當然，支撑結構的表面本身不必爲平面，此處所參 考的平面用以簡單指示支撑結構沿著槓桿體附近延伸的大 殳方向）其/入，尤其爲硬取模式加熱器83的部分槓桿體 8 2於咸#分之支撑結構8丨上方延伸，於加熱器與支撑結 構對向表面間提供一間隙G。從圖中可以看出：間隙〇的 厚度將隨著槓样體的樞軸移動而變化。因此，於本具體實 施例中，以陣列晶片體所提供的支撑結構可作爲熱讀取感 測系統的加熱槽。由於組件構製期間，間隙G可例如藉由 一保護性薄膜處理製作得非常小，而且精確地加以控制， 因而謂取模式加熱器可於一較高溫度作業，沒有抹除資料 的風險，所以可更進一步改良讀取靈敏度。此處尚有一更 重要的差異爲··形成之槓桿體8 2使寫入加熱器以尖端8 4 的方向，較讀取加熱器更偏離讀取加熱器8 3對向的支撑 結構表面。於此特殊具體實施例中，如圖所示，其藉由將 -26- 550622 A7 _____B7 五、發明説明（24 ) 連接臂於尖端侧的槓桿體區段向上彎曲而成。此特性用以 增加使用的讀取加熱器至儲存媒體的間距，進而降低此間 距的變化對於讀取感測作業結果的影響，而進一步增強讀 取靈敏度。（可以不同安排的其他方式達成類似效果。例 4口，於一維陣列，或者像是以上所述之AFM感測裝置的 一單-尖端系統中，可簡單藉由將裝置相對於媒體傾斜使 Ί買取加熱器較尖端更遠離媒體而增加讀取加熱器至儲存媒 體的間距（或AFM等效））。 雖然使用圖8的讀取感測安排特別方便具有擺動槓桿組 態的組件，但應明白：類似安排亦可用於像是以上以支撑 結構其適當組態加以討論的懸臂具體實施例。這類情況 下，如有必要，可使寫入加熱器平台相對於讀取加熱器而 上昇，如以上所述，用以增加讀取加熱器至儲存媒體的間 距。同時，例如，於圖6 a之具體實施例中，讀取加熱器 可較尖端平台更偏離樞軸’以協助使用支撑結構作爲加熱 槽’以及利用早先所討論的機械式放大機構。於使用此一 讀取感測安排的任何情況下，應明白：支撑結構不必整個 在顯微鏡裝置附近延伸’只要足以賦能結構作爲讀取加熱 器的加熱槽即可。 使用剛才所説明的讀取感測安排，則可使用讀取加熱器 作爲-熱鄰近感測器，於讀取加熱器與支撑結構間執行鄰 近感測。然而，使用相同的基本安排，則使用其他鄰近感 測機構的讀取感測系統變得可行。通常，第一鄰近感測器 元件可布置於支撑結構上’而第二鄰近感測器元件可配備 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622 A7 B7 五 、發明説明（25 ) 於槓桿裝置上，此第二元件係布置於支撑結構的元件上， 使其間距離隨著樞軸移動而變化。圖9 a至9 d舉例説明使 用電極作爲鄰近感測器元件之替代鄰近感測機構的例子。 於圖9a中，提供一電極90取代槓桿裝置上的讀取加熱 器，而且一對電極91a和91b配備於支撑結構上。每一電 極91a，91b連接至支撑結構上的供應線R，C之一。因此， 當間隙G的厚度隨著樞軸移動而變化時，間隙G中的空氣 作爲槓桿與支撑結構電極間的一電介質，以提供一可變電 容。因此，可偵測此電容的變化，以提供讀取模式的輸 出。請注意，此處不需要經由槓桿體流至電極9 0的電流 路徑，其中該電流路徑配備於支撑結構上，於讀取模式 中，經由電容器電極耦合列與行供應線。圖9 b中舉例説 明相反安排。此處，該電極對和列與行供應線的連接配備 於槓桿上，而且以單一電極設置於支撑結構。圖9c顯示 另一種安排，其中一對接頭電極92a，92b配備於支撑結 構，而且一橋接接頭9 3配備於槓桿上。此種安排可有效 率地當作一開關，以提供一數位讀出：當電極接觸時，開 關爲π開”，而且供應線間有電流流動；當電極不接觸 時，開關爲”關”，而且供應線間沒有電流流動。此處， 再次，供應線間的電流路徑配備於支撑結構上，供讀取模 式作業用。圖9 d顯示等效的安排，其中兩接頭電極與供 應線間的電流路徑配備於槓桿上。然而，顯然，可考慮如 圖9 e所示的安排，其中槓桿上的電極經由槓桿體接觸一 供應線，而且支撑結構上的一電極經由支撑結構接觸另一 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂

線 550622 A7 B7 五、發明説明（26 ) 供應線。以前，於此情況下，讀取模式作業的電流路徑部 分配備於槓捍上，而且部分配備於支撑結構上。當然，圖 9 e中的電極亦可作爲一開關的接頭電極。 取決於使用的特殊讀取感測機構，可能需要可能不需要 電子去耦。然而，於較佳具體實施例中，如早先所説明， 至少會提供寫入去耦裝置，於作業的讀取模式中用以禁止 電流流至寫入模式加熱器。於像是開關之安排中讀取去耦 裝置的準備可能較不重要。然而，通常較佳者，同時提供 讀取去耦裝置，於作業的寫入模式中用以禁止電流經由電 流路徑流至鄭近感測器元件。取決於上述作業之讀取模式 的電流路徑位置，這類讀取去耦裝置可適當設置於槓桿或 支撑結構上。通常，即使於早先所説明的熱讀取感測具體 實施例中，某些情況下僅提供寫入去耦裝置，但較佳具體 實施例中將同時提供寫入及讀取模式去耦。 因此，舉例説明的具體實施例明顯使用一電子去耦機 構。現在將參照圖l〇a至10c，説明使用一熱去耦機構的一 具體實施例例子。本具體實施例的組件100再次包括一懸 臂1(H，其連接至一支撑結構1〇2(僅部分顯示），以提供相 對於-樞軸P的基本樞軸移動。懸臂具有兩橫向布置的腳 部分103a，103b，藉由一橋接部分104於遠離樞軸的末端 互連。因此，於此例子中，傳導懸臂101定義支撑結構上 供應線R，C間的一單一電流路徑，此電流路徑係以懸臂 胸103a，103b和橋接部分104提供。此處，具有尖端106的 寫入模式加熱器105及讀取模式加熱器107均設置於橋接 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂

550622 A7 --- —_ B7 五、發明説明（27 ) 碍刀104。因此，如圖1〇b之等效電子電路所指示，寫入模 式加熱器和碩取模式加熱器放置於相同的電流路徑上。 當組件100用於圖3的資料儲存裝置時，如圖1〇c所示， 於作業寫入及讀取模式中，電力供應電路25的作業經由 供應線R，C應用不同的單一脈衝。於窝入模式中，應用 —相對較短的高振幅脈衝s w。反之，於讀取模式中，應 用一相對較長的低振幅脈衝Sr。雖然讀取及寫入模式加 熱為放置於相同的電流路徑上，但懸臂組態使加熱器和懸 臂其相鄰區域的熱性質提供一雙模式熱去耦效果。尤其， 應用較短的高振幅寫入模式脈衝Sw導致將寫入加熱器ι〇5 加熱至寫入溫度τ w，但於此處理期間，讀取加熱器1〇7於 幸交小範圍加熱，因而保持在小於T w的溫度。類似地，應 用較長的低振幅讀取模式脈衝§11導致將讀取加熱器1〇7加 熱至其讀取溫度TR，但於此模式中，窝入加熱器的加熱 較無效率，因而寫入加熱器保持在小於Tw的溫度。圖i〇a 中可以看出給定熱性質以提供此去耦效果的懸臂設計特 性。相較於讀取加熱器107，寫入加熱器105小很多，但於 寫入加熱器與懸臂的相鄰區域1 08，109間具有良好的熱接 觸。反之，於大型讀取加熱器107與懸臂的相鄰區域1〇9， 1 10間具有相對較不良的熱接觸，相較於讀取加熱器的相 鄭侧，此等區域109，110的結構較收縮。因此，於作業 中’區域10 9，110提供來自讀取加熱器的一比較上較低的 熱損失率，反之，區域108，109提供來自寫入加熱器的一 比較上較高的熱損失率。因此，寫入加熱器1 〇 5加熱快 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 550622 五 、發明説明（28 A7 B7 ，三但以相對較高的速率將熱散失至懸臂，反之，讀取加 j器107加熱緩慢，但以相對較低的速率將熱散失至懸 寫入加為器T w需寫入模式脈衝S w的高振幅， 匕脈衝太支^而典法造成讀取加熱器的大幅加熱。反之， 印取杈式脈衝sR夠長，足以允許讀取加熱器加熱至Tr， 但振幅太低而無法造成寫入加熱器的大幅加熱。因此，熱 去耦機構以兩種模式作業，允許組件經由懸臂上僅具有一 單一電流路徑之單一對供應線R，C以兩種模式定址。 裝 訂 線 雖然圖10c中顯示簡單矩方形脈衝以舉例説明作業原 理，但當然將可明白：其絕非必要。同樣可使用分別於-2時期中供應相對較高電力以及於—較長時期中供應較低 兒力的各種L唬脈衝。因此，此處所謂的脈衝”振幅，，可 i J破爲平均或者RMS振幅，而非如圖丨〇c之簡單例子中 的-怪足直流位準。再者，㉟習此項技藝者將明白：此處 可考慮各種其他懸臂設計，以提供所需的熱性質。此外， 於某些具體實施例中，讀取感測器可簡單爲-熱電阻元 件’主要藉由讀取模式中來自寫入模式加熱器的鼽損失予 以加熱二取代於作業的讀取模式中使用_讀取加熱器現行 加熱至謂取溫度1^。再者，可等效使用上述之電子去耦 具體實施例的各種優點特性繁助熱去轉的具體實施例。例 如，。機械式放大機構可用於某些設計，其中藉由將讀取感 測器設置得較讀取/寫入尖端更遠離樞軸。如一進一步之 例子，讀取感測可使用晶片體t作如以上所述的加散槽， 於某些具體實施例中執行。 -31 - 550622 A7

:然以上：注於資料僑存應用，但部分積桿於該槓桿附 =的邵》支撑結構上方延伸的安排同樣可有助於缩岸 ^。此處，擺動槓桿組態尤其爲佳，而且_舉例㈣ 圖2麵中使用此種安排之感測裝置的例j。此處，咸測 裝Ϊ115大致類似於圖8的讀取/窝入組件，包括一槓桿體 U6，其經由扭轉連接臂118a，U8b連接至一支撑社構 1”，以提供相對於一樞軸p的樞軸移動。懸臂體116:有 兩横向布置的腳部分119a，119b，分別藉由第一和第二橋 接部分^。和^】於其末端互連。雖然AFM作業不需尖= 力口熱器，但一感測尖端122布置於第—橋接部分丨扣中 央，使用時，槓桿體的樞軸移動透過尖端與樣本表面間的 原子力交互作用加以感應。如圖8中，支撑結構ιΐ7於槓 捍體附近延伸，而且槓桿的第二橋接部分121於部分支撑 結構上方附近延伸，以提供一小間隙G，其隨著槓桿的框 軸移而變化。因此，此處，AFM的讀出可於以尖端122掃 描樣本期間藉由偵測間隙G的變化而獲得。多種感測器機 構可用以感測間隙G的變化，例如如圖9a至9e中所舉例 説明，將鄰近感測器元件包含於槓样體和支撑結構的一或 二重疊部分。然而，於此特殊之較佳具體實施例中，如以 上所述，藉由在槓桿體的第二橋接部分121提供一加熱器 1 25而執行熱鄰近感測。因此，如圖中所指示，連接臂 1 18a，118b和連接臂與第二橋接部分間的腳119a，119b區 段傳導，而且定義加熱器12 5連接的一電流路徑，其中經 由支撑結構連至電力供應及偵測電路。因此，於藉由感測 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

裝 訂

線 550622 A7 B7 五 、發明説明（30 尖端122掃描期間，支撑結構作爲加熱器125的一加熱 槽，加熱器的溫度及電阻隨著間隙G的變化而變化。如同 之前，偵測器電路可例如藉由偵測通過電路中一串聯電阻 器到達加熱器125的電壓而監視其變化。 由於此應用中不需加熱感測尖端122，所以槓样體其尖 端侧的腳119a，119b區段將構製成具有高電阻，以提供加 熱器125作業期間用以禁止電流經由第一橋接部分120於 連接臂間流動的裝置。（感測尖端可例如藉由以氧化物形 成槓桿體的整個或部分尖端側，另外與加熱器電流隔離， 以防止傳導，或者如以上所述使用去搞二極體）。如同之 前，可於構製期間，藉由將半導體材料適當摻雜質而提供 槓捍體其各部分的不同性質。尖端側上向上彎曲的槓桿體 區段，以及此處增加的感測器至樞軸距離提供早先所解釋 有關資料儲存具體實施例的優點。因此，整體而言，本設 計提供一簡單卻又有效率且高度靈敏的A F Μ感測器裝 置。 當然，將可明白：雖然以上已經詳細説明特殊之較佳具 體實施例，但於沒有偏離本發明之範圍下，此等具體實施 例仍可進行許多改變及修正。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 裝 訂

線

Claims (1)

1. 六、申請專利範園 •一種用於一資料儲存裝置（2〇)之讀取/寫入組件（30, 45, 5〇, 65, 80)，該讀取/寫入組件包括： 槓桿裝置（31，51，66，82)和一支撐結構（32，52，67, 81)，該槓桿裝置連接至該支撐結構，以提供基本樞軸 移動，以及提供該支撐結構上一對電氣供應線（R，c)間 的第一和第二電流路徑，該槓桿裝置可經由該對電氣供 應線連接使用電力供應裝置，而可於窝入模式及讀取模 式中作業； 一寫入模式加熱器（36, 47, 56, 73 )，配備於第一電流 路徑中的槓桿裝置上； 一讀取/窝入尖端（37, 5' 74,料），配備於該寫入模 式加熱器上； 一謂取模式加熱器（39, 46, 58, 75, 83 )，配備於第二 電流路徑中的槓桿裝置上；以及 去耦裝置（38a，38b，40a，40b，60, 61，77a，77b，78a， 7扑），安排用來當電力供應裝置於讀取模式作業時，禁 止電流經由使用的第一電流路徑流至寫入模式加熱器。 2·如申請專利範圍第1項之讀取/寫入組件，其中去耦裝置 (38a，38b，40a，40b，60, 61，77a，77b，78a，78b)額外安排 用來當電力供應裝置於寫入模式作業時，禁止電流經由 使用的第二電流路徑流至讀取模式加熱器（39, 46, 58, 75, 83)〇 ， 3.如申請專利範圍第2項之讀取/寫入組件，其中該去耦裝 置包捂寫入去耦裝置（38a，38b，6〇, 77a，77b)，當電力供 本纸張尺度適用中國國家樣準(CNs) A*規格(21〇χ 297公爱） 應裝置於讀取模式作業時，用以禁止電流流至寫入模式 加熱器，及讀取去耦裝置（4〇a，40b，61，78a，78b)，當電 力供應裝置於寫入模式作業時，用以禁止該電流流至讀 取模式加熱器。 4.如申請專利範圍第3項之讀取/寫入組件，其中將該槓桿 裝置配置為一懸臂（3丨，5丨）。 5·如申請專利範圍第4項之讀取/寫入組件，其中將該讀 取模式加熱器（39, 46)設置得較寫入模式加熱器（36, 47) 更遠離懸臂（31，51)與支撐結構（32, 52 )間的連接。 6·如申請專利範園第4或第5項之讀取/寫入組件，其中： 懸臂（31)包括兩橫向布置的腳部分（33a，33b)，連接 2支撐結構（32)其各別對應端，以及第一和第二橋接部 分（3七35)，各與兩個腳部分互連； 乐一橋接部分（34)包括寫入模式加熱器（36)，而且第 二橋接部分（35)包括讀取模式加熱器（39); 腳邵分（33a，33b)和第-橋接部分（3 4)定義第一電流 ，，而且腳部分(33a，33b)和第二橋接部分(35 第二電流路徑；以及 耦裝置（38a，38b，40a，40b)設置於懸臂上。 請專利範圍第6項之讀取/寫入組件，其中寫入 =⑽，叫配備於第-橋接部分（34)的第一電流路 :，而二讀取去搞裝置⑽，懈）配備於第一 刀（34)<外的第二電流路徑上。 8.如申請專利範固第4或第5項之讀取/寫入組件，其中： -2 - 550622 、申請專利範園 f臂(5 1)包括三個橫向布置的腳部分$ 二接：支撑央結構 央脚邵分(53b)與第-外側腳部分(53a)互 :及一第二橋接部分(55) ’將中央腳部分(53b)與第 二外側腳部分（53c)互連； ；興罘 …第橋接部刀（54)包括窝入模式加熱器（56)，而且 弟二橋接部分（55)包括讀取模式加熱器（58); 二IT二分(Μ，第一橋接部分(5”和中央腳 邵刀€ 3b )疋義罘一電流路徑； 第二外侧腳部分（53e)，第二橋接部分（ 部分（53b)定義第二電流路徑；以及 央脚 去耦裝置（60, 61)設置於支撐結構（52)上。 9. 如申請專利範圍第8項之讀取/寫入組件，其中 核裝置（6 0)連接於―該供應線（R)與第—外側腳部分 (53a)間’而且該讀取去輕裝置⑷）連接於供應線⑻與 第一外側腳部分（53c)間。 10. 如申請專利範圍第】、第2或第3項之讀取/寫入組件，其 中孩槓桿裝置包括一延長的槓桿體（66,82)和兩連接臂 (68a，68b)，該二連接臂從槓桿體（66 82)兩侧向外延 伸，連接槓桿體與支撐結構（67, 81)而定義—樞軸 並且偏離槓桿體（66, 82)末端，槓桿體相對於該框轴運 作’且其中寫人模式加熱器（73)和讀取模式加熱器⑺， 82)布置於樞軸(P)的相反侧位於或接近槓桿體的末端。’ 11. 如申請專利範圍第10項之讀取/寫入組件，其中該择 -3- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 550622 申請專利範園 模式加熱器（75, 83 )設置得較寫入模式加熱器（73)更遠 離樞軸（p)。 I2.如申叫專利範圍第1 0或第1 1項之讀取/寫入組件，其 中： 槓ί干植（66，82)包括兩橫向布置的腳部分（7〇a，7〇b): 第一橋接部分（71)，與位於或接近槓桿體一末端的腳 部分（70a，70b)互連，及一第二橋接部分（72)，與位於 或接近槓桿體另一末端的腳部分（7〇a，7〇b)互連； #第一橋接部分（7 1)包括寫入模式加熱器（73),而且 第二橋接部分（72)包括讀取模式加熱器（75); 第一電流路徑係以連接臂（68a, 68b),介於連接臂與 第一橋接部分（7 1)間的腳部分（70a，7〇b)區段，和第一 橋接部分（7 1)加以定義； 第一电流路徑係以連接臂（68a，68b),介於連接臂與 第二橋接部分（72)間的腳部分（70a，7〇b )區段，和第二 橋接部分（7 2 )加以定義；以及 去糕裝置（77a，77b，78a，78b)配備於槓桿體、上。 13·如申請專利範圍第12項之讀取/寫入組件，其中寫入去 耦裝置（77a，77b)配備於連接臂（68a，68b)與寫入模式加 熱器（73)間的第一電流路徑上，而且讀取去耦裝置（78&， 78b)配備於連接臂（68a，68b)與讀取模式加熱器（75)間 的第二電流路徑上。 14·如申請專利範圍第3項之讀取/寫入組件，其與電力供應 裝置併用，該電力供應裝置安排用來當寫入模式時於供 -4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X297公董) il 絲 550622

   應線（R，C )間施加一極性的電位，而且當讀取模式時於 供應線（R，C )間施加相反極性的電位，其中： 寫入去搞裝置（38a，38b，61，77a，77b)用以禁止電流 以施加讀取模式電位所導致的電流方向流至寫入模式^ 熱器（36，47, 56, 73 )，而且讀取去耦裝置（48a，48b，6〇, 78a，78b)用以禁止電流以施加寫入模式電位所導致的電 流方向流至讀取模式加熱器（39, 46, 58, 75, 83 )。 15·如申請專利範圍第1 4項之讀取/寫入組件，其中寫入和 项取去摘裝置各包含至少·二極體。 16·如申請專利範圍第i 5項之讀取/窝入組件，其中各寫入 和讀取去搞裝置包含所設置的一對二極體（38a，38b，4〇a， 40b，77a，77b，78a，78b)，用以相對於垂直樞軸移動軸的 經線軸而平衡槓桿裝置（3 1，66 )。 17·如申請專利範圍第4或第5項之讀取/寫入組件，其中該 支撐結構（81)至少部分於基本上平行於樞軸移動轴（p) 的一平面上，沿著槓桿裝置（8 2 )附近延伸，且其中讀取 模式加熱器（83)於支撐結構（81)的一表面上方，沿著槓 桿裝置附近延伸，於讀取模式加熱器（8 3 )與該表面間提 供一間隙（G)，使間隙（G)的厚度隨著槓桿裝置的樞軸 移動而變化。 18·如申請專利範圍第1 7項之讀取/寫入組件，其中形成之 槓桿裝置（82)使寫入模式加熱器以讀取/寫入尖端（84) 的方向較謂取彳旲式加熱洛更偏離該表面的平面。 19. 一種用於一資料儲存裝置（20)之讀取/寫入裝置（22)， 5 550622 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 包括讀取/寫入組件的一陣列（22)，每一組件的一供應 線係一列供應線（R)，為該陣列（22)中同一列的所有組 件所共用，而且每一組件的另一供應線係一行供應線 (C )’為該陣列（2 2 )中同一行的所有組件所共用，其中 該讀取/寫入組件（30，45，50，65，80)包括： 槓桿裝置（31，51，66, 82)和一支撐結構（32, 52, 67, 81)，該槓桿裝置連接至該支撐結構，以提供基本樞軸 移動’以及提供該支撐結構上一對電氣供應線（R，C )間 的第一和第二電流路徑，該槓桿裝置可經由該對電氣供 應線連接使用電力供應裝置，而可於寫入模式及讀取模 式中作業； 一寫入模式加熱器（36, 47, 56, 73 )，配備於第一電流 路徑中的槓桿裝置上； 一讀取/寫入尖端（37, 57, 74, 84)，配備於該寫入模 式加熱器上； 一讀取模式加熱器（39, 46, 58, 75, 83 )，配備於第二 電流路徑中的槓桿裝置上；以及 去 #禺裝置（38a，38b，40a，40b，60, 61，77a，77b，78a， 78b ) ’安排用來當電力供應裝置於讀取模式作業時，禁 止電流經由使用的第一電流路徑流至寫入模式加熱器。 2〇· 一種資料儲存裝置（2〇)，包括： 一資料儲存媒體（21); 如申請專利範圍第19項之讀取/寫入裝置，該裝置可 相對於資料儲存媒體（21)的一表面而設置，使該陣列

   絮

   -6- 六、申請專利範園

   (22)中每 動；以及 電力供應裝置 業，於每一組件 對於該表面而偏

   其中使用資料儲存媒體（21)表面時 應線（R，C)間施加一寫入模式電位，使 加熱器的熱造成該表面局部熔化，允^ 穿透，而形成一凹洞，反之，於供應綠 ?買取模式電位，使傳輪白如杜士读& w 足以熔化該表面。 一種用於一資料儲存裝置（2〇)之讀取/寫入組件⑼）， 該讀取/窝入組件（1 〇〇 )包括： 槓桿裝置（101)和一支撐結構（102),該槓桿裝置連接 至該支撐結構，以提供基本樞軸移動，以及提供該支撐 結構上一對電氣支撐線（R，C)間的至少一電流路徑； 一寫入模式加熱器（1 〇5 )，配備於電流路徑中的槓桿 裝置（101 )上； 一讀取/寫入尖端（1〇6)，配備於寫入模式加熱器（105) 上；以及 一讀取模式感測器（107 )，配備於電流路徑中的槓桿 裝置（101 )上； 其中窝入模式加熱器（105)與槓桿裝置之相鄰區域 (108，109)，以及讀取模式感測器（107)與槓桿裝置之相 鄰.區域（109, 110)的熱性質，藉由透過使用的供應線（R， 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622

   、申請專利範園 c)施加一第一信號脈衝（sw)，使寫入模式加熱器（105 ) 能夠加熱至一寫入溫度Tw，但讀取模式感測器（107 )保 持在小於Tw的溫度，而且藉由透過使用的供應線（R，C) 施加一第二信號脈衝（SR)，其具有比第一信號脈衝（Sw) 更小的幅度和更長的期間，使讀取模式感測器（107)能 夠加熱至一讀取溫度TR <TW，但寫入模式加熱器（105 ) 保持在小於T w的溫度。 22·如申請專利範圍第2 1項之讀取/寫入組件（100 )，其中該 寫入模式加熱器（105 )較讀取模式感測器（107 )為小，其 中與寫入模式加熱器（105)相鄰的槓桿裝置區域（1〇8, 109)提供來自使用之寫入模式加熱器的一相對較高之熱 損失率，且其中與讀取模式感測器（1〇7)相鄰的槓桿裝 置區域（109，110)提供來自使用之讀取模式感測器的一 相對較低之熱損失率。 23. 如申請專利範圍第2 2項之讀取/寫入組件（丨〇〇 )，其中槓 才干裝置（101)係以導電材料作成，而且以其形狀定義至 少一電流路徑，且其中與讀取模式感測器（1〇7)相鄰的 槓桿裝置區域（109，110)包含禁止來自使用之讀取模式 感測器的熱損失限制。 24. 如申請專利範圍第2 1、第2 2或第2 3項之讀取/寫入組 件，其中將該槓桿裝置（101)配置為一懸臂，其包括兩 橫向布置的腳部分（l〇3a，1〇3b),於各別對應末端連接 至支撐結構（102)，及一橋接部分（1〇4)，將腳部分 (103 a，103b)互連，該腳部分和橋接部分定義一單一電 -8 -

   550622

   j路彳二且其中寫入模式加熱器（105 )和讀取模式感測 器（107)各配備於或接近於橋接部分（1〇4)。 25.如申請專利範圍第21、第22或第23項之讀取/寫入組 件’其中該讀取模式感測器包括一加熱器。 26·如申請專利範圍第2 !、第2 2或第2 3項之讀取/寫入組 件其中該項取模式感測器包括一熱電p且元件，其足夠 接近寫入模式加熱器（105),使施加第二信號脈衝 期間來自使用之寫入模式加熱器的熱損失造成讀取模式 感測器（1 〇7 )加熱至讀取溫度丁R。 27·如申請專利範圍第2 i、第2 2或第2 3項之讀取/寫入組 件，其中將讀取模式感測器（1〇7)設置得較寫入模式加 熱器（105)更遠離該樞軸移動軸（p)。 28·如申請專利範圍第21、第22或第2S項之讀取/寫入組 件’其中該支撐結構至少部分於基本上平行於樞軸移動 軸（P)的一平面上，沿著槓桿裝置附近延伸，且其中讀 取棱式感測為於支撐結構的一平面上方，沿著槓桿裝置 附近延伸，於讀取模式感測器與該表面間提供一間隙， 使間隙的厚度隨著槓桿裝置的樞軸移動而變化。 29·如申請專利範圍第2 8項之讀取/寫入組件，其中形成之 槓桿裝置使寫入模式加熱器以讀取/寫入尖端的方向較 讀取模式感測器更偏離該平面表面。 30· —種用於一資料儲存裝置之讀取/寫入裝置（22)，包括 讀取/寫入組件（100)的陣列（22)，每一組件的一供應線 係一列供應線（R )，為該陣列（2 2 )中同一列的所有組件 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550622 A8 B8 C8 D8

   所共用，而且每一組件的另—供應線係一行供應線 (C)，為該陣列（22)中同一行的所有組件所共用，其中 該讀取/窝入組件（1 0 0 )包括： 槓桿裝置（101)和一支撐結構（102)，該槓桿裝置連接 至表支撐結構’以提供基未框轴移動，以及提供該支撐 結構上一對電氣支撐線（R，C)間的至少一電流路徑； 一寫入模式加熱器（105 )，配備於電流路徑中的槓桿 裝置（101 )上； 一讀取/窝入尖端（1〇6)，配備於寫入模式加熱器（105) 上；以及 一讀取模式感測器（107 )，配備於電流路徑中的槓桿 裝置（101 )上； 其中窝入模式加熱器（105)與槓桿裝置之相鄰區域 (108, 109 )，以及讀取模式感測器（1〇7)與槓桿裝置之相 鄰區域（109, 110)的熱性質，藉由透過使用的供應線（R， C)施加一第一信號脈衝（Sw)，使寫入模式加熱器（105) 能夠加熱至一寫入溫度Tw，但讀取模式感測器（1〇7 )保 持在小於Tw的溫度，而且藉由透過使用的供應線（R，C) 施加一第二信號脈衝（Sr)，其具有比第一信號脈衝（Sw) 更小的幅度和更長的期間，使讀取模式感測器（107)能 夠加熱至一讀取溫度TR <TW，但寫入模式加熱器（105 ) 保持在小於T w的溫度。 31· —種資料儲存裝置（2〇)，包括： 一資料儲存媒體（21); -1〇 - &張尺度逋财關家標Α4_2ι()χ 297公％

   裝 線

   550622 々、申請專利範園 如申請專利範圍第30項之讀取/窝入裝置（22)，兮 裝置可相對於資料儲存媒體（21)的—表面加以設置，= 該陣列中每一组件（100)的讀取/寫入尖端（1〇6)相對於 表面而偏動；以及 、 電力供應裝置（2 5)，可於窝入模式中作業，經由其 供應線（R，C)，將一該帛一信號脈衝（Sw)施加於每一組 件（1〇〇),而且於讀取模式中，經由其供應線（R，c)、 將v亥第一仏號脈衝（SR)施加於每一組件（1⑼）； 其中使用資料儲存媒體（21)表面時，當一該組件的 寫入模式加熱器（105)加熱至丁〜時，傳輸自寫入模式加 熱器（105)的熱造成該表面局部熔化，允許讀取/寫入尖 端（106)穿透，而形成一凹洞，反之，當該組件的讀取 模式感測器（107)加熱至、時，傳輸自讀取模式感測器 (107)的熱不足以熔化該表面。 32· —種用於一資料儲存裝置（2〇)之讀取/寫入組件（％，4之 50, 65, 80 )，該讀取/寫入組件包括·· 槓桿裝置（31，51，66，82)和一支撐結構（32，52，67, 81 ),该槓桿裝置連接至該支撐結構，以提供基本樞軸 移動，以及提供該支撐結構上一對電氣供應線（R，c )間 的一第一電流路徑，其中該支撐結構至少部分於基本上 平行於樞抽移動轴（P )的平面上，沿著槓桿裝置附近延 伸； 一寫入模式加熱器（36, 47, 56, 73 )，配備於第一電流 路徑中的槓桿裝置上； -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公羡） 裝 訂 550622 A8 B8 C8 ---------D8 ^申請專利範園 " " - 一讀取/寫入尖端（37, 57, 56, 84),配備於寫入模式 加熱器上； 一第一鄰近感測器元件（91a，91b，92a，92b)，配備於 槓桿裝置附近之支撐結構的一部分；以及 一第二鄰近感測元件（90, 93 )，配備於槓桿裝置上， 且布置於第一鄰近感測器元件上方，使第一與第二鄰近 感測器元件間的距離隨著槓桿裝置的樞軸移動而變化； 其中至少一槓桿裝置和支撐結構其中之一提供一第二 電流路徑，用以經由第一和第二鄰近感測器元件耦合供 應線（R，C)。 33·如申請專利範圍第3 2項之讀取/寫入組件，其中第一和 第二鄰近感測器元件的一元件包括一對接頭電極（92a， 92b )，各經由第二電流路徑連接至各別的該供應線（R， C)，而且第一和第二鄰近感測器元件的另一元件包括一 橋接接頭（9 3 )’且其中槓桿裝置可於橋接接頭（9 3 )連接 孩對接頭電極（92a，92b )的位置與橋接接5員（9 3 )中斷接 頭電極（92a，92b)的位置間作為樞軸。 34·如申請專利範圍第3 2項之讀取/寫入組件，其中第一和 第二鄰近感測器元件的一元件包括一對電極（91a， 91b)，各經由第二電流路徑連接至各別的該供應線（R， C)，而且第一和第二鄰近感測器元件的另一元件包括一 對向電極（90)，安排於該對電極（91a，91b)的對面，於 其間提供一間隙，其中該間隙的厚度隨著槓桿裝置的樞 軸移動而變化。 -12- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 550622 A8

   35· =申請專利範圍第33或第34項之讀取/寫入組件，其中 第二鄰近感測元件包括該對電極（91a，91b，92a，92b), 因而槓桿裝置提供第二電流路徑。 36·=申請專利範圍第33或第34項之讀取/寫入組件，其與 電力供應裝置併用，可於寫入模式中作業，施加一寫入 模式電位通過供應線，以及於讀取模式中作業，施加一 讀取模式電位通過供應線，其中組件（3〇,45,5〇,65,8()) 包括去轉裝置（38a，38b，40a，40b，60, 61，77a，77b，78a， 7此），安排用來當電力供應裝置於讀取模式作業時，禁 止電流經由所使用的第一電流路徑流至寫入模式加熱器 (36, 47, 56, 73 )。 、 37·如申請專利範圍第3 6項之讀取/寫入組件，其中去搞裝 置（38a，38b，40a，40b，60, 61，77a，77b，78a，78b)額外安 排用來當電力供應裝置於寫入模式作業時，禁止電流經 由所使用的第二電流路徑流動。 38·如申請專利範圍第33或第34項之讀取/寫入組件，其中 槓桿裝置包括一延長的槓桿體（66, 82)和兩連接臂（68a， 68b) ’該二連接臂從槓桿體（66, 82)兩側向外延伸，連 接槓桿體與支撐結構（67, 81),而且定義軸（p),槓桿體 .相對於該轴運作，其中該軸（p)偏離槓桿體的末端，且 其中寫入模式加熱器（73 )和第二鄰近感測器元件（9〇, 93) 布置於軸（P )相反側位於或接近槓桿體的末端。 39·如申請專利範圍第3 8項之讀取/寫入組件，其中第二鄰 近感測器元件（90, 93 )較寫入模式加熱器（7 3 )更偏離該 -13 -

   軸（Ρ) ο 40·如申請專利範圍第38積之讀取/窝入組件，其中： 槓柃體包括兩橫向布置的腳部分（70a, 70b): —第一 橋接部分（71)，與位於或接近槓桿體 一末端的腳部分互 連，及一第二橋接部分（72),與位於或接近槓桿體另一 末端的腳部分互連； »第橋接部分（71)包括寫入模式加熱器（73),而且 第一橋接部分（72)包括第二鄰近感測器元件（90, 93); 以及 μ罘一電流路徑係以連接臂（68a，68b),介於連接臂與 罘一橋接部分（71)間的腳部分（7〇a，7〇 橋接部分（7i)加以定義。 弟 41· 一種用於一資料儲存裝置（2〇)之讀取/寫入裝置（22), ，括讀取/寫入組件的一陣列（22),每一組件的一供應 j係列供應線（R)，為該陣列中同一列的所有組件所 ，而JL每一組件的另一供應線係一行供應線（C ), 為該陣列中同一行的所有組件所共用，其中該讀取/寫 入組件（30，45，50，65，80)包括： 槓桿裝置（31，51，66, 82)和一支撐結構（32, 52, 67, 81 ),該槓桿裝置連接至該支撐結構，以提供基本樞軸 移動以及提供該支撐結構上一對電氣供應線（R，C )間 的^第一電流路徑，其中該支撐結構至少部分於基本上 平行於樞軸移動軸（P)的平面上，沿著槓桿裝置附近延 伸； -14- 550622 A8 B8 C8 __________ —__D8 六、申請專利範圍 ' 一寫入模式加熱器（36, 47, 56, 73 )，配備於第一電流 路徑中的槓桿裝置上； 一讀取/寫入尖端（37, 57, 56, 84)，配備於寫入模式 加熱器上； 一第一鄰近感測器元件（91a，91b，92a，92b)，配備於 槓才干裝置附近之支撐結構的一部分；以及 一第二鄰近感測元件（9〇, 93 )，配備於槓桿裝置上， 且布置於第一鄰近感測器元件上方，使第一與第二鄰近 感測器元件間的距離隨著槓桿裝置的樞軸移動而變化； 其中至少一槓桿裝置和支撐結構其中之一提供一第二 私流路徑，用以經由第一和第二鄰近感測器元件耦合供 應線（R，C) 〇 42· 一種資料儲存裝置（20)，包括： 一資料儲存媒體（21); 如申請專利範圍第4 1項之讀取/寫入裝置（2 2 )，該 裝置可相對於資料儲存媒體（21)的一表面加以設置，使 忒陣列中每一組件的讀取/窝入尖端相對於該表面而偏 動；以及 電力供應裝置（25)，其可於寫入模式和讀取模式中 作業，施加一電位通過每一組件的供應線； 卜其中使用資料儲存媒體（2 1 )表面時，當施加一寫入 杈式電位通過該組件的供應線（R, c)時，傳輸自寫入模 式加熱器的熱造成該表面局部熔化，允許讀取/寫入尖 端穿透，而形成一凹洞。 -15-

   550622 A8 B8 C8 --------_ 六、申請專利範園 43· —種用於一原子力顯微鏡之感測裝置（丨15 )，該裝置包 括： 槓桿裝置（116)和一支撐結構（in)，該槓桿裝置連接 至該支撐結構，以提供基本樞軸移動，而且支撐結構 (117)至少部分於基本上平行於樞軸移動軸的一平面 上’沿著槓桿裝置（116)附近延伸；以及 一感測尖端（122)，配備於槓桿裝置（116)上，使尖端 (122)與所掃描樣本（14)間的原子力交互作用造成槓桿 裝置的該樞軸移動； 其中槓桿裝置（116)的部分（125, 90, 93 )於支撐結構 (117 )上方’沿著槓桿裝置附近延伸，使該等部分間的 距離（G )隨著該樞軸移動而變化，因而藉由該距離（G) 的變化指示使用尖端所掃描的樣本（14)之表面形態。 44. 如申請專利範圍第4 3項之裝置，其中該部分之槓桿裝置 位於或接近遠離樞軸移動軸的槓桿裝置末端。 45. 如申請專利範圍第4 3或第4 4項之裝置，其中該等槓桿 裝置（116)部分（125，90，93)包括一加熱器（125)，而且 槓桿裝置提供一電流路徑，供加熱器（125 )經由使用支 撐結構（117)而連接至一電力供應，因而以該部分之支 撐結構作為一加熱槽，使加熱器（125 )溫度隨著該距離 的變化而變化。 46·如申請專利範圍第45項之裝置，其中感測尖端（122)配 備於槓桿裝置（116)的一部分上，其以尖端（122)方向較 加熱器（125)更偏離支撐結構（in)該部分。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範園 47.==C44項之裝置，其中該部分之 罘鄰近感測器元件（91a，91b，92a， 該部刀之槓桿裝置包括一第二鄰近感測器元 (9〇’ 93 )、’且其中至少—槓桿裝置（116)和該支撐結構 11J)其中< ~提供—電流路徑，用以經由使用的第一 和弟一鄰近感測器元件韓合一電力供應的終端。 姑·如中！專利範圍第47嚷之裝置，其中該第一和第二鄰近 感測器兀件中的一兀件包括一對電極(…，91”，各可 、，工由4电流路控連接至使用的各別、終^，而且第一和第 二鄰近感測器元件中的另一元件包括-對向電極（90)， 安排万、該對电極（9ia，91b)對面，於其間提供一間隙 (G)，因此間隙厚度隨著槓桿裝置的樞抽移動而變化。 49·如申請專利範圍第48項之裝置，其中該第二鄰近感測器 το件包括該對電極，因而可藉由槓桿裝置⑴6)提供電 流路徑。 5〇·如申請專利範圍第43或第44項之裝置，其中該槓桿裝 置包括一延長的槓桿體（116)和兩連接臂（U8a，u8b)， 孩二連接臂從槓桿體（116 )兩側向外延伸，連接槓桿體 與支撐結構（117)，而且定義軸（P)，槓桿體相對於該軸 運作，其中該軸（P )偏離槓桿體的末端，且其中感測尖 端（122)和該部分之槓桿裝置（125, 9〇, 93)布置於轴（p) 的相反側位於或接近槓桿體（丨丨6 )的末端。 51·如申請專利範圍第5 〇項之裝置，其中該部分之槓桿裝置 (125，90，93)較感測尖端（122)更偏離該轴（p)。 550622 A8 B8 C8 申請專利秦^園 52·如申請專利範圍第5 〇項之裝置，其中 槓桿體包括：兩橫向布置的腳部分（U9a，U9b)，一 第—橋接部分（120)，其與位於或接近槓桿體（116)一末 端的腳部分（119a，U9b)互連，和—第二橋接部分 (121)，其與位於或接近槓桿體（116)另—末端的腳部分 Ul9a，119b)互連； 感測尖端（122)配備於第一橋接部分（12〇)上；以及 第二橋接部分（121)包括該部分之槓桿裝置（125, 9〇, 93)。 ’ ’ 53.如申請專利範圍第52項之裝置，其中該電流路徑係以連 接臂（118a，118b)，介於連接臂與第二橋接部分（121)間 的腳部分（119a，119b)區段，和第二橋接部分（121)加以 定義。 54·如申請專利範圍第53項之裝置，包括用以禁止電流經由 第一橋接部分（120)於連接臂（118a，U8b)間流動的裝 置。 55· —種原子力顯微鏡，包括·· 如申請專利範圍第4 3至第5 4項中任一項之感測裝 置（115); 一樣本支撐（1 5 )’用以支撐位於一位置上由感測尖 端（122)加以掃描的一樣本（14); 用以使樣本支撐（1 5 )之相對移動生效的裝置（丨6 )， 和以尖端（122 )掃描樣本（1 4 )的感測裝置（115 );以及 於掃描一樣本（1 4 )期間偵測該距離（G )變化以提供樣 ii 綉

   18- 550622 8 8 8 8 A B c D 申請專利範圍 本表面形態之輸出指示的裝置（25) -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)