专利名称：用于读写数据的多探针及其操作方法
技术领域：
本发明涉及用于读写数据的设备以及操作此设备的方法，更具体地说，涉及用于读写数据的多探针以及操作所述多探针的方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，便携式信息设备和存储设备已经被广泛使用。因此，当产生大量的各种信息时，有必要对信息进行系统地分类和存储以便使信息的利用效率最大化。为了实现这一需要，人们开发出高密度数据存储介质以及与高密度数据存储介质相配的数据读/写设备。
近年来，人们已经提出了含有铁磁层或铁电层的高密度数据存储介质。由于铁磁层和铁电层分别含有残留的磁极化和电极化，因此即使切断了电源，记录在带有铁磁层和铁电层之一的记录介质中的数据也不会被删除。
从含有铁电层的记录介质中读取数据的过程就是读取分布在记录介质表面的电荷的过程。探针被广泛用于从记录介质中读取数据。所述的探针也被用于向记录介质中写数据。
在以下描述中，所述的记录介质意味着含有铁电层的记录介质。
所述的探针产生与记录介质表面上的电荷分布对应的数据信号。然而，因为记录介质的比特尺寸很小，所以由从记录介质中读取数据的探针所产生的数据信号的强度相对很弱。因此，由探针所产生的数据信号必须通过放大过程被放大。
所述的探针也产生强度比数据信号强度低一些的载波信号(偏移信号)。因此，在放大过程中载波信号和数据信号一起也被放大。因此，降低了数据信号的放大效率。
图1是访问铁电记录介质的探针的示意图以及说明通过探针访问所检测到的信号随探针移动距离变化的关系图。
参考图1的第一个图形G1，我们注意到，当探针10访问记录介质12并沿箭头所指的方向移动时，由探针10所产生的信号电流Id变为第一电流Ics与第一信号电流Is1之和或者第一电流Ics与第二信号电流Is2之和。所述的第一电流Ics对应于载波信号，所述的第一信号电流Is1对应于当探针10访问残留极化方向朝上(↑)的区域时通过探针所产生的数据信号。所述的第二信号电流Is2对应于当探针10访问残留极化方向朝下(↓)的区域时通过探针所产生的数据信号。当把第一电流Ics与第一和第二信号电流Is1和Is2进行比较时，我们注意到第一电流Ics的强度要比第一和第二信号电流Is1和Is2的强度大。
由于载波信号和数据信号被叠加在一起，因此在放大数据信号的过程中载波信号也不可避免地被放大了。结果，数据信号的放大效果相对被减弱了。
因此，提出一种在数据信号被放大之前从探针所产生的信号中去除载波信号的方案。
图2给出该方案的一个实例。
参考图2，探针20包括访问在其上记录数据的记录介质的工作探针20a和访问不在其上记录数据的记录介质(或不在其上记录数据的区域)的参考探针20b。工作探针20a所产生的信号包括数据信号和载波信号，而参考探针20b所产生的信号仅仅包括载波信号。因此，当由工作探针20a所产生的信号(即，电流IdA)减去由参考探针20b所产生的信号(即，电流IdB)时，获得只对应于数据信号的数据信号电流(IdA-IdB)，如图2中的第二个图形G2所示。
如上所述，通过利用工作探针20a和参考探针20b，从工作探针20a所产生的信号中可以仅提取出数据信号。结果，在下面的放大过程中可仅仅放大数据信号。
图3和图4显示了包括众所周知的工作探针和参考探针的传统多探针。在图3和图4中，参考数字30和50a是工作探针，参考数字40和50b是参考探针。
图3中的传统多探针28包括被排列成栅格型的多个探针30和与多个探针30共同连接的一个参考探针40。
图3中的传统多探针28可以通过简单的工艺生产出来。然而，在工作探针30之间获得均匀性是困难的。这会引起多探针的误动作。
图4中的传统多探针48包括被排列成栅格型的多个探针组50。每个探针组50包括一个工作探针50a和一个参考探针50b。
在图4的传统多探针48中，工作探针50a的数量与参考探针50b的数量相同，不会发生由工作探针50a之间的非均匀性所引起的误动作。但是，因为探针组50被排列成栅格型，使生产过程不可避免地变得复杂。
由于图4中的多探针48的探针数量是图3中的多探针28的探针数量的两倍，因此它的产量会降低。另外，由于必须保证参考探针50b的操作区域，因此数据记录区域会减小。
发明内容
本发明提供了一种多探针，其不受探针间非均匀性影响，并能通过简单工艺被生产出来，并能解决数据记录区域减小问题以及产量降低问题。
本发明也提供了一种操作多探针的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的多探针，所述的多探针包括多个探针，其中所有的探针是用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的工作探针。
访问记录介质的、处在备用状态的探针可以被用作正在访问记录介质的探针的参考探针。
所述的参考探针是正在访问记录介质的工作探针的第一相邻探针。
或者，所述的参考探针是正在访问记录介质的工作探针的第二相邻探针。
所有的探针都可以栅格型进行排列。
根据本发明的另一方面，提供一种对含有多个用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的工作探针的多探针进行操作的方法。所述的方法包括允许多个工作探针中的第一工作探针访问所述的记录介质，同时使用多个工作探针当中的、处在访问记录介质备用状态的第二工作探针作为所述的第一工作探针的参考探针。
所述的第二工作探针可以是与所述第一工作探针的第一相邻工作探针，或者是所述第一工作探针的第二相邻工作探针。所述的第一探针包括多个工作探针的至少两个工作探针，并且所述的第二工作探针包括与所述的第一工作探针相同数量的工作探针。
根据本发明，本发明的多探针不包括参考探针而仅包括被排列成栅格型的工作探针。因此，本发明能够简化所述的生产过程并且防止由于参考探针的存在而导致的数据记录区域的减小。另外，由于相邻的工作探针被用作参考探针，所以本发明的多探针不会受到工作探针间的非均匀性的影响。
通过以附图为参考对本发明的示例实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征以及优点将变得更加显而易见，附图中图1是访问铁电记录介质的探针的示意图以及说明通过探针访问所检测到的信号随探针移动距离变化的关系图；图2是用于去除载波信号(偏移信号)的访问铁电记录介质的探针的示意图，其中工作探针访问在其上记录数据的铁电记录介质，参考探针访问在其上不记录数据的铁电记录介质，以及说明由所述工作探针和参考探针协同检测的信号随工作探针和参考探针的移动距离变化的关系图；图3和图4是每个包括工作探针和参考探针的传统多探针的顶视图；图5是根据本发明的多探针的基本概念以及多探针的操作的示意图；图6是根据本发明实施例的多探针的示意图；以及图7是根据本发明另一个实施例的多探针的示意图。
具体实施例方式
现在将以显示本发明的示例实施例的附图为参考更全面地描述本发明。在所述的图中，为清晰起见，层和区域的厚度被夸大。
图5为根据本发明的多探针的基本概念和多探针的操作的示意图；参考图5，第一工作探针62和第二工作探针64访问记录介质60，而第三工作探针66等待访问所述的记录介质60。所述的第一到第三工作探针62、64和66为在所述发明的多探针中包含的多个探针的部分。所述的第一工作探针62访问所述的残留极化的方向为向下(↓)的区域，即，记录比特数据0的区域。由于所述的向下的残留极化，在此区域的顶面和底面之间形成了一个电位差-Vg1。所述的第二工作探针64访问所述的残留极化的方向为向上(↑)的区域，即，记录比特数据1的区域。由于所述的向上的残留极化，在此区域的顶面和底面之间形成了一个电位差+Vg1。在所述的记录介质中，残留极化的方向为向上(↑)的区域的顶面和底面之间的电位差的绝对值与残留极化的方向为向下(↓)的区域的顶面和底面之间的电位差的绝对值相同。然而，分布在这些区域的顶面上的电荷根据残留极化的方向具有彼此相反的极性。因此，为了方便起见，第一工作探针62所访问的区域的顶面和底面之间的电位差被指定为负号(-)，而第二工作探针64所访问的区域的顶面和底面之间的电位差被指定为正号(+)。
参考图5的电压(Vg)-电流(Id)图形G3，所述的x坐标的电压Vg表示由于残留极化的存在而导致的记录介质60的顶面和底面之间的电位差。在所述的x坐标上，-Vg1表示第一工作探针62所访问的区域的顶面和底面之间的电位差，+Vg1表示第二工作探针64所访问的区域的顶面和底面之间的电位差。因为所述的电位差-Vg1和+Vg1有彼此相同的绝对值，所以它们被定位在距y坐标轴相同的距离处。
如上所述，因为所述的-Vg1表示第一工作探针62所访问的区域的顶面和底面之间的电位差，在图5的图形G3中当所述的电压Vg等于所述的电位差-Vg1时所测量的第一电流Id1表示由所述的第一工作探针62所产生的信号电流(与所述的比特数据0加上载波信号电流对应的数据信号电流)。当所述的电压Vg等于所述的电位差+Vg1时所测量的第二电流Id2表示信号电流(与所述的比特数据1加上载波信号电流对应的数据信号电流)。
同时，所述的第三工作探针66不处于正在访问所述的记录介质60的状态。此状态等同于第三工作探针66访问没有残留极化的记录介质的情况。没有残留极化的记录介质的顶面和底面之间的电位差为零。图5中的x坐标上的Vg0显示所述的记录介质60的顶面和底面之间的电位差为零。因为没有残留极化不存在的区域，所以x坐标上的Vg0表示所述的第三工作探针66。因此，当电压Vg等于Vg0时所测量的电流Id0表示从所述的正等待访问记录介质的第三工作探针66所产生的信号电流。因为所述的第三工作探针66不处于正在访问所述记录介质60的状态，所以信号电流Id0中不包括比特数据信号电流。就是说，所述的信号电流Id0仅包括载波信号电流。因此，所述的第三工作探针66可以被用作传统的参考探针直到它访问所述的记录介质为止。就是说，所述的第三工作探针66被用作正在访问记录介质60的相邻工作探针的参考探针。
例如，当假定所述的第一工作探针62是紧邻所述的第三工作探针66的工作探针时，所述的第三工作探针66被用作所述第一工作探针62的参考探针直到它访问所述的记录介质60为止。因此，在通过第一工作探针62测量所述的信号电流Id1之后，从所述的信号电流Id1中减去通过第三工作探针66测量的信号电流Id0(在下文中，第一计算)。通过此第一计算，因为从所述的信号电流Id1中去除了所述的载波信号电流，所以所述的信号电流Id1仅包括对应于比特数据0的数据信号电流。此结果与沿着所述的y坐标向下移动图5中的图形G3直到所述的信号电流Id0等于零为止的情况相同。在执行了所述的第一计算之后，放大所述的信号电流Id1。
当假定所述的第二工作探针64是紧邻所述的第三工作探针66的工作探针时，所述的第三工作探针66被用作所述第二工作探针64的参考探针直到它访问所述的记录介质60为止。因此，在通过所述的第二工作探针64测量所述的信号电流Id2之后，从所述的信号电流Id2中减去通过第三工作探针66测量的信号电流Id0(在下文中，第二计算)。通过此第二计算，因为从所述的信号电流Id2中去除了所述的载波信号电流，所以所述的信号电流Id2仅包括对应于比特数据1的数据信号电流。此结果与沿着所述的y坐标向下移动图5中的图形G3直到所述的信号电流Id0等于零为止的情况相同。在执行了所述的第二计算之后，放大所述的信号电流Id2。
当所述的第三工作探针66要访问所述的记录介质60时，一个相邻的其它工作探针(未示出)处于等待访问所述的记录介质60的状态，并被用作所述的第三工作探针66的参考探针直到它访问所述的记录介质60为止。
现在将描述根据本发明的实施例的多探针及其操作。
参考图6，工作探针被放置在偶数行WL0，WL2，WL4...与偶数列BL0，BL2，BL4...相交的第一区域以及奇数行WL1，WL3...与奇数列BL1，BL3...相交的第二区域。放置在所述第一区域的所述工作探针70与放置在所述第二区域的相应的相邻工作探针80分别进行配对。当所述的工作探针70访问所述的记录介质时，所述的相邻工作探针80处在等待访问所述记录介质的状态以行使作为所述工作探针70的参考探针的职责，从而执行图5中所描述的操作。当被放置在所述第二区域的所述工作探针80访问所述的记录介质时，处在等待访问所述记录介质状态的与所述工作探针80紧邻的位于所述第一区域的工作探针90行使作为工作探针80的参考探针的职责。这种关系被应用于放置在所述的第一和第二区域的所有工作探针。
现在将描述根据本发明另一个实施例的多探针及其操作。
参考图7，这个实施例的多探针200包括被排列成栅格型的多个工作探针P11、P12、P13、P21、P22、P23、P31、P32和P33。每个栅格处放置一个工作探针。所述的多探针200不包括任何参考探针。虽然为了方便起见在图7中仅显示了9个工作探针，但是实际上所述的多探针200可以包括比9个更多的工作探针。
现在将描述图7的所述多探针200的操作。当所述的工作探针之一(例如被放置在第一列第二行的工作探针P21)访问所述的记录介质时，与所述的工作探针P21相邻的处于等待访问所述记录介质状态的所述工作探针P22(位于第二列第二行)被用作工作探针P21的参考探针。因此，能够处理由所述工作探针P21产生的信号电流以仅仅显示所述的数据信号电流。然后，当被用作参考探针的所述工作探针P22开始访问记录介质时，处于等待访问所述记录介质状态的与工作探针P22相邻的工作探针P33(位于第三列第三行)被用作所述工作探针P22的参考探针。
同时，在沿着相同列被放置的所述工作探针中既可以有工作探针也有参考探针。例如，当沿着第二列放置的三个工作探针P12、P22和P32中的工作探针P12访问记录介质时，所述的相邻工作探针P22被用作工作探针P12的参考探针。
或者，可以不用所述的第一相邻工作探针而用所述的第二相邻工作探针作为所述的正在访问的工作探针的参考探针。
例如，当被放置在第一列第一行的工作探针P11访问所述记录介质时，所述工作探针P11的参考探针可以不是所述的第一相邻工作探针P21也不是P12而是所述的第二相邻工作探针P22。
即使当多于两个的工作探针同时访问记录介质时也能应用上述操作。
例如，当被放置在第一列第一行的工作探针P11和被放置在第一列第二行的工作探针P21同时访问所述记录介质时，被放置在第二列第一行的工作探针P12或被放置在第二列第二行的工作探针P22可以被用作所述工作探针P11的参考探针，并且被放置在第一列第三行的工作探针P31或被放置在第二列第三行的工作探针P32可以被用作所述工作探针P21的参考探针。这时，当所述工作探针P22被用作所述工作探针P11的参考探针时，所述工作探针P31或P32之一被用作所述工作探针P21的参考探针，以便防止所述的处于等待访问记录介质状态的工作探针被同时用作所述的正在访问记录介质的两个工作探针的参考探针。
根据本发明，本发明的多探针不包括参考探针而仅包括被排列成栅格型的工作探针。因此，本发明能够简化所述的生产过程并且防止数据记录区由于所述参考探针的存在而被减小。另外，因为邻近的工作探针被用作所述参考探针，所以本发明的多探针不受探针之间的非均匀性的影响。
虽然参考本发明的示例实施例已经对本发明进行了详细地显示和描述，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离如下面的权利要求书所定义的本发明所述精神和范围的情况下可以在形式和细节上对本发明进行各种修改。
例如，所述的探针可以被排列成每个方格有彼此长度不同的水平边和垂直边的栅格型。
另外，所述的工作探针为彼此有相同电阻的探针。然而，只要所述的工作探针执行相同的功能，它们可以彼此不同。
权利要求
1.一种用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的多探针，所述的多探针包括多个探针，其中，所有的探针是用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的工作探针。
2.如权利要求1所述的多探针，其中，所述的处于等待访问所述记录介质状态的探针被用作正在访问所述记录介质的探针的参考探针。
3.如权利要求2所述的多探针，所述的参考探针是正在访问所述记录介质的工作探针的第一相邻探针。
4.如权利要求2所述的多探针，所述的参考探针是正在访问所述记录介质的工作探针的第二相邻探针。
5.如权利要求1所述的多探针，其中，所有的探针被排列成栅格型。
6.一种操作含有用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的多个工作探针的多探针的方法，所述的方法包括允许所述多个工作探针中的第一工作探针访问所述的记录介质，同时使用处于等待访问所述记录介质状态的所述多个工作探针中的第二工作探针作为所述第一工作探针的参考探针。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述的第二工作探针是所述第一工作探针的第一相邻工作探针，或者是所述第一工作探针的第二相邻工作探针。
8.如权利要求6所述的方法，所述的第一探针包括所述多个工作探针的至少两个工作探针，并且所述的第二工作探针包括与所述第一工作探针数量相同的工作探针。
全文摘要
提供一种用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的多探针。所述的多探针包括多个探针，所有的探针是用于向记录介质中写数据和/或从记录介质中读数据的工作探针。
文档编号G11C11/22GK1971757SQ200610135580
公开日2007年5月30日 申请日期2006年10月18日 优先权日2005年11月25日
发明者高亨守, 洪承范, 闵桐基, 朴弘植 申请人:三星电子株式会社