JPH041947A - 情報記録再生装置 - Google Patents
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- JPH041947A JPH041947A JP2104057A JP10405790A JPH041947A JP H041947 A JPH041947 A JP H041947A JP 2104057 A JP2104057 A JP 2104057A JP 10405790 A JP10405790 A JP 10405790A JP H041947 A JPH041947 A JP H041947A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高密度記録媒体及びそのアクセス方法に関する
。更に詳しくは、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用
いたデータの記録再生において、記録再生を行う領域へ
のプローブのアクセス及びトラッキングを可能にした記
録媒体及びアクセス方法に関するものである。
。更に詳しくは、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用
いたデータの記録再生において、記録再生を行う領域へ
のプローブのアクセス及びトラッキングを可能にした記
録媒体及びアクセス方法に関するものである。
近年、メモリ材料の用途は、コンピュータ及びその関連
機器、ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク
等のエレクトロニクス産業の中核をなすものであり、そ
の材料開発も極めて活発に進んでいる。メモリ材料に要
求される性能は用途により異なるが、一般的には、 ■高密度で記録容量が大きい、 ■記録再生の応答速度が早い、 ■消費電力が少ない、 ■生産性が高く、価格が安い、 などが挙げられる。
機器、ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク
等のエレクトロニクス産業の中核をなすものであり、そ
の材料開発も極めて活発に進んでいる。メモリ材料に要
求される性能は用途により異なるが、一般的には、 ■高密度で記録容量が大きい、 ■記録再生の応答速度が早い、 ■消費電力が少ない、 ■生産性が高く、価格が安い、 などが挙げられる。
従来までは磁性体や半導体を素材とした半導体メモリや
磁気メモリが主であったが、近年、レーザー技術の進展
にともない、有機色素、フォトポリマーなどの有機薄膜
を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場
してきた。
磁気メモリが主であったが、近年、レーザー技術の進展
にともない、有機色素、フォトポリマーなどの有機薄膜
を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場
してきた。
一方、最近、導体の表面原子の電子構造を直接観察でき
る走査型トンネル顕微鏡(以後、STMと略す)が開発
され[G、 B1nn1g et at、 Phy
s。
る走査型トンネル顕微鏡(以後、STMと略す)が開発
され[G、 B1nn1g et at、 Phy
s。
Rev、Lett、 49.57 (1982)]、単
結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能の測定がで
きるようになり、しかも試料に対し電流による損傷を与
えずに低電力で観測できる利点も有し、更に大気中でも
動作し、種々の材料に対して用いることができるため広
範囲な応用が期待されている。
結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能の測定がで
きるようになり、しかも試料に対し電流による損傷を与
えずに低電力で観測できる利点も有し、更に大気中でも
動作し、種々の材料に対して用いることができるため広
範囲な応用が期待されている。
STMは金属の探針(プローブ電極)と導電性物質量に
電圧を加えてlnm程度の距離まで近づけるとトンネル
電流が流れることを利用している。この電流は両者の距
離変化に非常に敏感である。トンネル電流を一定に保つ
ように探針を走査することにより実空間の全電子雲に関
する種々の情報をも読み取ることができる。この際、面
内方向の分解能は0.1nm程度である。
電圧を加えてlnm程度の距離まで近づけるとトンネル
電流が流れることを利用している。この電流は両者の距
離変化に非常に敏感である。トンネル電流を一定に保つ
ように探針を走査することにより実空間の全電子雲に関
する種々の情報をも読み取ることができる。この際、面
内方向の分解能は0.1nm程度である。
したがって、STMの原理を応用すれば十分に原子オー
ダー(サブ・ナノメートル)での高密度記録再生を行う
ことが可能である。例えば、特開昭61−80536号
公報に開示されている記録再生装置では、電子ビーム等
によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除き書き込
みを行い、STMによりこのデータを再生している。ま
た、米国特許明細書第4.575.822号に開示され
ているように、記録媒体表面とプローブ電極との間に流
れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成された誘電
体層に電荷を注入し記録する、あるいは、レーザー光、
電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理的、ない
し磁性的な崩壊によって記録する方法が提案されている
。
ダー(サブ・ナノメートル)での高密度記録再生を行う
ことが可能である。例えば、特開昭61−80536号
公報に開示されている記録再生装置では、電子ビーム等
によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除き書き込
みを行い、STMによりこのデータを再生している。ま
た、米国特許明細書第4.575.822号に開示され
ているように、記録媒体表面とプローブ電極との間に流
れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成された誘電
体層に電荷を注入し記録する、あるいは、レーザー光、
電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理的、ない
し磁性的な崩壊によって記録する方法が提案されている
。
記録層として電圧電流のスイッチング特性に対してメモ
リ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機化合物やカルコ
ゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・再生をSTMで
行う方法が提案されている[特開昭63−161552
号公報、特開昭63−161553号公報]。号公報法
によれば、記録のビットサイズを10nmとすれば、I
O”bit / c gもの大容量記録再生が可能で
ある。
リ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機化合物やカルコ
ゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・再生をSTMで
行う方法が提案されている[特開昭63−161552
号公報、特開昭63−161553号公報]。号公報法
によれば、記録のビットサイズを10nmとすれば、I
O”bit / c gもの大容量記録再生が可能で
ある。
ところで、実際の装置としてメモリ媒体への記録再生を
行うためにはいわゆるトラッキングという位置決め及び
データ列への追跡を行う必要がある。この種の高密度メ
モリのトラッキング方法として、 (1)基準位置のマーカを予め書込んでおく方法[特開
昭64−53363号公報、特開昭64−53365号
公報]。
行うためにはいわゆるトラッキングという位置決め及び
データ列への追跡を行う必要がある。この種の高密度メ
モリのトラッキング方法として、 (1)基準位置のマーカを予め書込んでおく方法[特開
昭64−53363号公報、特開昭64−53365号
公報]。
(2)7字型の溝を記録媒体表面に予め形成しプローブ
電極が常にこの溝の中央に来るように制御する方式。記
録時に溝を形成しながら溝の中に凹凸情報を記録し、読
み出すときはこの溝をなぞって読み出す方式[特開平1
−107341号公報、特開平1−151035号公報
]。
電極が常にこの溝の中央に来るように制御する方式。記
録時に溝を形成しながら溝の中に凹凸情報を記録し、読
み出すときはこの溝をなぞって読み出す方式[特開平1
−107341号公報、特開平1−151035号公報
]。
(3)結晶の原子配列を応用し、ストライプ状に並んだ
結晶格子配列にそって情報を書き込みまたは読み出す方
式[特開平1−154332号公報]。
結晶格子配列にそって情報を書き込みまたは読み出す方
式[特開平1−154332号公報]。
(4)記録媒体に導電体のトラック電極を埋め込み、こ
の電極とプローブ電極とのトンネル電流を利用してトラ
ッキングを行う。[特開平1−133239号公報コ などが提案されている。
の電極とプローブ電極とのトンネル電流を利用してトラ
ッキングを行う。[特開平1−133239号公報コ などが提案されている。
〔発明が解決しようとしている問題点〕しかし前述の(
1)〜(4)の方法には夫々、以下に示す欠点がある。
1)〜(4)の方法には夫々、以下に示す欠点がある。
(1)の基準位置マーカをあらかじめ書き込んでおく方
法によると記録データは2次元的にエリア書き込みが可
能となりSTMの高分解能性が生かされ記録密度は極め
て高くなる。しかしながら、この基準位置マーカを検出
するためには、記録媒体表面を(まなく2次元走査しな
ければならず、基準マーカを見出すまでかなりの時間を
要した。
法によると記録データは2次元的にエリア書き込みが可
能となりSTMの高分解能性が生かされ記録密度は極め
て高くなる。しかしながら、この基準位置マーカを検出
するためには、記録媒体表面を(まなく2次元走査しな
ければならず、基準マーカを見出すまでかなりの時間を
要した。
(2)の媒体表面にトラッキングのための溝を形成する
には、以下のような問題があった。
には、以下のような問題があった。
10nm程度の記録ピットサイズに対応した溝を形成す
るためには、30nm程度の溝を必要とする。
るためには、30nm程度の溝を必要とする。
これを実現するためにはイオンビームによる加工方法が
ある。しかし、30nmもの微細な溝をピッチ30〜6
0nmに制御して加工するためには機械的精度3〜6n
m程度を有する超精密ステージを必要とする。この種の
装置は非常に大型で取扱の環境も限定され、メモリ媒体
のように低コストで大量に生産する必要のあるものには
不向きであった。また電子ビームによる加工あるいはX
線露光などで溝を形成することも出来るが、この場合は
形成できる溝の幅は〜0.3μm程度となり、STMの
高分解能を生かした高密度記録は不可能となる。
ある。しかし、30nmもの微細な溝をピッチ30〜6
0nmに制御して加工するためには機械的精度3〜6n
m程度を有する超精密ステージを必要とする。この種の
装置は非常に大型で取扱の環境も限定され、メモリ媒体
のように低コストで大量に生産する必要のあるものには
不向きであった。また電子ビームによる加工あるいはX
線露光などで溝を形成することも出来るが、この場合は
形成できる溝の幅は〜0.3μm程度となり、STMの
高分解能を生かした高密度記録は不可能となる。
(3)の結晶の原子配列に対しトラッキングを行う場合
は、STMの高分解能を生かすことはできるが、記録媒
体として必要な記録面の面積、例えば記録密度をl O
n m / b i t 、記録容量を1012bit
とすると記録面の面積は1crrrであるが、このよう
な面積にわたって格子配列の乱れや欠陥のない、かつス
トライプ状に格子配列された結晶基板を得ることは難し
く記録媒体に要求される低価格、高い生産性を満たさな
い。
は、STMの高分解能を生かすことはできるが、記録媒
体として必要な記録面の面積、例えば記録密度をl O
n m / b i t 、記録容量を1012bit
とすると記録面の面積は1crrrであるが、このよう
な面積にわたって格子配列の乱れや欠陥のない、かつス
トライプ状に格子配列された結晶基板を得ることは難し
く記録媒体に要求される低価格、高い生産性を満たさな
い。
(4)のトラッキング電極を記録媒体内に埋め込み、こ
の電極にトラッキング信号を印加しプローブでこの信号
を検出してトラッキングを行なう方法は、記録再生装置
としての制御機構は容易になるものの媒体にこのような
電極を加工し、2ないし3種類の異なる周波数のトラッ
キング信号を注入する端子を設けることは記録密度が極
めて低くなるばかりでなく記録媒体の作製プロセスも煩
雑化し、生産性、および歩留まりを低下させ低価格の媒
体を供給できない。
の電極にトラッキング信号を印加しプローブでこの信号
を検出してトラッキングを行なう方法は、記録再生装置
としての制御機構は容易になるものの媒体にこのような
電極を加工し、2ないし3種類の異なる周波数のトラッ
キング信号を注入する端子を設けることは記録密度が極
めて低くなるばかりでなく記録媒体の作製プロセスも煩
雑化し、生産性、および歩留まりを低下させ低価格の媒
体を供給できない。
そこで本発明の目的は上記の問題点を解決し、STMの
特徴を生かした高密度の記録再生を実現し、低価格で、
しかも生産性の高い記録媒体を提供すること、及び記録
部位への高速アクセスを可能とするアクセス方法を提供
することにある。
特徴を生かした高密度の記録再生を実現し、低価格で、
しかも生産性の高い記録媒体を提供すること、及び記録
部位への高速アクセスを可能とするアクセス方法を提供
することにある。
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。
即ち本発明は、記録媒体表面の凹凸または電子状態の変
化を記録情報とし、該記録情報をプローブ電極と記録媒
体表面との間に流れるトンネル電流の強弱により情報書
込みまたは、該トンネル電流を検知して情報読み取りを
行う記録媒体において、該記録媒体表面に記録される凹
凸または電子状態の変化よりも大きな段差もしくは電子
状態の差を有するエツジ部が形成されていることを特徴
とする記録媒体である。
化を記録情報とし、該記録情報をプローブ電極と記録媒
体表面との間に流れるトンネル電流の強弱により情報書
込みまたは、該トンネル電流を検知して情報読み取りを
行う記録媒体において、該記録媒体表面に記録される凹
凸または電子状態の変化よりも大きな段差もしくは電子
状態の差を有するエツジ部が形成されていることを特徴
とする記録媒体である。
又、本発明は、表面に記録される凹凸又は電子状態の変
化よりも大きな段差もしくは電子状態の差を有するエツ
ジ部が形成されている記録媒体に対し、プローブ電極を
用いてアクセスする方法であって、前記エツジ部を検出
する工程、前記エツジ部とある角度をもって該プローブ
電極を走査する工程と前記エツジ部に沿った方向に記録
媒体を移動させる工程とを含むことを特徴とするアクセ
ス方法である。
化よりも大きな段差もしくは電子状態の差を有するエツ
ジ部が形成されている記録媒体に対し、プローブ電極を
用いてアクセスする方法であって、前記エツジ部を検出
する工程、前記エツジ部とある角度をもって該プローブ
電極を走査する工程と前記エツジ部に沿った方向に記録
媒体を移動させる工程とを含むことを特徴とするアクセ
ス方法である。
更に本発明は、表面に記録される凹凸又は電子状態の変
化よりも大きな段差もしくは電子状態の差を有するエツ
ジ部が形成されている記録媒体に対し、プローブ電極を
用いてアクセスする方法であって、前記エツジ部を検出
する工程と、記録再生するデータ列の該エツジ部に対す
る方位角を決定する工程と、該エツジ部を起点としてデ
ータ列方位にプローブ電極を走査する工程とを含むこと
を特徴とするアクセス方法である。
化よりも大きな段差もしくは電子状態の差を有するエツ
ジ部が形成されている記録媒体に対し、プローブ電極を
用いてアクセスする方法であって、前記エツジ部を検出
する工程と、記録再生するデータ列の該エツジ部に対す
る方位角を決定する工程と、該エツジ部を起点としてデ
ータ列方位にプローブ電極を走査する工程とを含むこと
を特徴とするアクセス方法である。
本発明は、記録媒体表面に記録情報より大きな凹凸また
は電子状態の変化を持つ段差部(以後、エツジ部と呼ぶ
)を設けることにより、このエツジ部に沿って記録情報
を2次元的に記録再生することによって、高密度高速ア
クセスを可能とするものである。このエツジ部は溝の形
成のようにその形成幅は限定されることがなく、通常の
ICプロセスで用いられているフォトリソグラフィーを
用いて形成することも出来、低価格で、大量に生産する
ことができる。
は電子状態の変化を持つ段差部(以後、エツジ部と呼ぶ
)を設けることにより、このエツジ部に沿って記録情報
を2次元的に記録再生することによって、高密度高速ア
クセスを可能とするものである。このエツジ部は溝の形
成のようにその形成幅は限定されることがなく、通常の
ICプロセスで用いられているフォトリソグラフィーを
用いて形成することも出来、低価格で、大量に生産する
ことができる。
また、本発明のアクセス方法によるとプローブ電極は最
初のエツジ部を検出し、その後エツジ部に沿ってプロー
ブ電極を2次元走査しデータを読み出すため、高速にデ
ータの書き込みエリアをアクセスできる。
初のエツジ部を検出し、その後エツジ部に沿ってプロー
ブ電極を2次元走査しデータを読み出すため、高速にデ
ータの書き込みエリアをアクセスできる。
次に、図面を用い本発明の詳細な説明する。
第1図に本発明の記録媒体及びアクセス方法の主要構成
を示す。101は記録媒体の基板、102は下部電極、
103は記録再生層、104はエツジ部形成のための電
極パターン、121は記録再生領域、120はエツジ部
である。
を示す。101は記録媒体の基板、102は下部電極、
103は記録再生層、104はエツジ部形成のための電
極パターン、121は記録再生領域、120はエツジ部
である。
201は記録媒体を支持するステージ、このステージは
リニア・アクチュエータ206によりY軸方向に駆動さ
れる。203は記録再生ヘッドで、プローブ電極202
を支持し、それぞれXまたはZ軸方向に駆動するアクチ
ュエータ205.204により位置制御される。
リニア・アクチュエータ206によりY軸方向に駆動さ
れる。203は記録再生ヘッドで、プローブ電極202
を支持し、それぞれXまたはZ軸方向に駆動するアクチ
ュエータ205.204により位置制御される。
記録媒体表面とプローブ電極との間の距離は記録媒体の
表面とプローブ電極との間に流れるトンネル電流により
制御する。これはバイアス電圧VBにより記録媒体プロ
ーブ電極間に流れるトンネル電流を負荷抵抗RLにより
検出し、アンプ301により増幅され、プローブ高さ検
出回路302により適正プローブ高を決定しZ軸駆動制
御回路305によりプローブ高さが調整される。
表面とプローブ電極との間に流れるトンネル電流により
制御する。これはバイアス電圧VBにより記録媒体プロ
ーブ電極間に流れるトンネル電流を負荷抵抗RLにより
検出し、アンプ301により増幅され、プローブ高さ検
出回路302により適正プローブ高を決定しZ軸駆動制
御回路305によりプローブ高さが調整される。
記録再生領域121はエツジ120を基準として決めら
れる。即ち、X軸駆動制御部306及びアクチュエータ
205によりプローブ電極202はX軸方向に走査する
。このとき、プローブ電極がエツジ部120に接近する
とプローブ電極とエツジ部の電極の間でトンネル電流が
急激に増加する。この急激に増加するトンネル電流をエ
ツジ検出器303で検出する。この検出信号によりX軸
駆動制御回路はプローブの走査方向を反転する。そして
、ある一定の時間を経過後再びプローブ電極の走査方向
を反転しエツジ部に向かう方向に走査する。このとき、
Y軸駆動制御回路に対し駆動信号を送りY軸方向に1ス
テップ分ステージを移動させる。
れる。即ち、X軸駆動制御部306及びアクチュエータ
205によりプローブ電極202はX軸方向に走査する
。このとき、プローブ電極がエツジ部120に接近する
とプローブ電極とエツジ部の電極の間でトンネル電流が
急激に増加する。この急激に増加するトンネル電流をエ
ツジ検出器303で検出する。この検出信号によりX軸
駆動制御回路はプローブの走査方向を反転する。そして
、ある一定の時間を経過後再びプローブ電極の走査方向
を反転しエツジ部に向かう方向に走査する。このとき、
Y軸駆動制御回路に対し駆動信号を送りY軸方向に1ス
テップ分ステージを移動させる。
以上の動作を繰り返すことによりプローブ電極は常にエ
ツジ部に沿ってかつエツジ部に対しである角度をもって
記録再生領域を走査することが出来る。
ツジ部に沿ってかつエツジ部に対しである角度をもって
記録再生領域を走査することが出来る。
記録媒体に対して記録を行う場合は、プローブ電極がエ
ツジ部120を検出しX軸方向に反転走査を行う時点を
基準としデータ変調器308よりSWを通じてプローブ
電極より書き込み電圧を印加する。このときプローブ電
極がX軸方向に一定時間走査し再びエツジ部方向に反転
走査を開始するまでの間、一連のデータパルス列を記録
する。
ツジ部120を検出しX軸方向に反転走査を行う時点を
基準としデータ変調器308よりSWを通じてプローブ
電極より書き込み電圧を印加する。このときプローブ電
極がX軸方向に一定時間走査し再びエツジ部方向に反転
走査を開始するまでの間、一連のデータパルス列を記録
する。
この記録動作をプローブ電極がエツジ部120を検出す
る毎に行うことによりエツジ部に対し、ある角度をもっ
たデータ列が書き込まれ、更にY軸のステージがこれに
同期して順次送られ2次元的にデータ記録された領域1
21が形成される。
る毎に行うことによりエツジ部に対し、ある角度をもっ
たデータ列が書き込まれ、更にY軸のステージがこれに
同期して順次送られ2次元的にデータ記録された領域1
21が形成される。
再生時は記録時と同様にエツジ部を基準としてプローブ
電極を走査する。このときプローブ電極のX軸走査方向
と記録されているデータ列との方位調整は、特公昭54
−15727号に開示されているような所謂ウオブリン
グ法によってもよいし、2次元的に領域走査を行いパタ
ーンマツチング等の手法によってデータを復調する際に
補正してもよい。
電極を走査する。このときプローブ電極のX軸走査方向
と記録されているデータ列との方位調整は、特公昭54
−15727号に開示されているような所謂ウオブリン
グ法によってもよいし、2次元的に領域走査を行いパタ
ーンマツチング等の手法によってデータを復調する際に
補正してもよい。
第2図(a)に記録媒体表面におけるデータ記録の様子
を示す。122はデータの記録ビット、123(実線矢
印)はプローブ電極がエツジ部から遠ざかる方向に走査
したときのプローブ先端の軌跡、124(破線矢印)は
プローブ電極がエツジ部に向かうときのプローブ先端の
軌跡である。
を示す。122はデータの記録ビット、123(実線矢
印)はプローブ電極がエツジ部から遠ざかる方向に走査
したときのプローブ先端の軌跡、124(破線矢印)は
プローブ電極がエツジ部に向かうときのプローブ先端の
軌跡である。
第2図(b)にエツジ部120が完全な直線ではなく乱
れがある場合について示す。このような場合においても
エツジ部に追随するようにデータ列が書き込まれるため
記録再生においては何の支障もない。即ち、エツジ部の
形状は仕上り精度に対する許容値が大きく、またストラ
イブ状、スノくイラル状など任意の型にすることも可能
である。
れがある場合について示す。このような場合においても
エツジ部に追随するようにデータ列が書き込まれるため
記録再生においては何の支障もない。即ち、エツジ部の
形状は仕上り精度に対する許容値が大きく、またストラ
イブ状、スノくイラル状など任意の型にすることも可能
である。
また、エツジ部にそって2次元走査が行われるという特
徴からこのエツジを用いてプローブ電極を任意のデータ
記録領域に導くことができる。例えば、記録媒体を最初
に記録再生装置に設置した場合、プローブ電極と記録媒
体の記録領域との位置関係は取り付けの機械精度により
誤差が生じている。この誤差は通常10−100μm程
度ある。これはデータ記録領域に比べ非常に大きい。し
かしこのエツジ検出走査を用いることにより容易にデー
タ領域を見出しトラッキングすることができる。
徴からこのエツジを用いてプローブ電極を任意のデータ
記録領域に導くことができる。例えば、記録媒体を最初
に記録再生装置に設置した場合、プローブ電極と記録媒
体の記録領域との位置関係は取り付けの機械精度により
誤差が生じている。この誤差は通常10−100μm程
度ある。これはデータ記録領域に比べ非常に大きい。し
かしこのエツジ検出走査を用いることにより容易にデー
タ領域を見出しトラッキングすることができる。
本発明の記録媒体に用いる記録層はプローブ電極と記録
層との間に流れるトンネル電流により記録層に書込まれ
た情報を検出できるものであればどのような材料でも用
いることができる。たとえば、表面に凹凸を形成し記録
するものではHOPG(Highly−Oriente
d−Pyrolithic−Graphite)襞間基
板、Siウェハー、真空蒸着またはエピタキシャル成長
させたAu、 Ag、 Pt、 Mo、 Cuなどの
金属薄膜、Rh 25 Z r 75、CO35T b
asなどのガラス金属が挙げられる。表面の電子状態
により記録するものではアモルファスSi、π電子系有
機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層等が挙げられる
。
層との間に流れるトンネル電流により記録層に書込まれ
た情報を検出できるものであればどのような材料でも用
いることができる。たとえば、表面に凹凸を形成し記録
するものではHOPG(Highly−Oriente
d−Pyrolithic−Graphite)襞間基
板、Siウェハー、真空蒸着またはエピタキシャル成長
させたAu、 Ag、 Pt、 Mo、 Cuなどの
金属薄膜、Rh 25 Z r 75、CO35T b
asなどのガラス金属が挙げられる。表面の電子状態
により記録するものではアモルファスSi、π電子系有
機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層等が挙げられる
。
また本発明の記録媒体の形状及び基板材料はあらゆる形
態のものが適用できる。たとえば、形状ではストライブ
状のエツジ部形成に適したカード状またはテープ状基板
、スパイラル状のエツジ部形成に適したディスク状基板
等が挙げられ、材料ではHOPG、マイカなどの襞間性
結晶基板、Si1サフアイア、MgOなどの表面を研磨
した結晶基板、溶融石英、コーニング7059番ガラス
などが挙げられる。さらにテープ状媒体の基板材料とし
ても用いることができる材料として、ポリカーボネート
、アクリル、PEEK、PET、ナイロンなどが挙げら
れる。
態のものが適用できる。たとえば、形状ではストライブ
状のエツジ部形成に適したカード状またはテープ状基板
、スパイラル状のエツジ部形成に適したディスク状基板
等が挙げられ、材料ではHOPG、マイカなどの襞間性
結晶基板、Si1サフアイア、MgOなどの表面を研磨
した結晶基板、溶融石英、コーニング7059番ガラス
などが挙げられる。さらにテープ状媒体の基板材料とし
ても用いることができる材料として、ポリカーボネート
、アクリル、PEEK、PET、ナイロンなどが挙げら
れる。
〔記録媒体の実施例1〕
第3図に本発明による記録媒体の第1の実施形態例を示
す。以下図に従って説明する。
す。以下図に従って説明する。
101は基板、102は下部電極、103は記録層、1
04はエツジ形成のための電極である。
04はエツジ形成のための電極である。
プローブ電極はa点より引き込まれ、ストライブ状電極
104のエツジにそって順次走査しb点に抜ける。プロ
ーブ電極の引き込み部a点に於ては、電極104による
エツジ部が漏斗状に広がっており、プローブ電極と記録
媒体との機械的設置誤差を補償する。すなわちプローブ
電極がこの漏斗状のエツジに誘導されることにより記録
領域へと導かれる。
104のエツジにそって順次走査しb点に抜ける。プロ
ーブ電極の引き込み部a点に於ては、電極104による
エツジ部が漏斗状に広がっており、プローブ電極と記録
媒体との機械的設置誤差を補償する。すなわちプローブ
電極がこの漏斗状のエツジに誘導されることにより記録
領域へと導かれる。
次に、記録媒体の製造方法を第6図(a)〜(c)の製
造工程別断面図に従って説明する。
造工程別断面図に従って説明する。
第6図(a)に示すように、大気中で臂開したマイカ基
板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャル成
長させ下部電極層102を形成する。該下部電極層の形
成は基板温度を500°Cに保ち、蒸着速度10人/s
ec、蒸着時圧力5X10’Torr、膜厚5000人
の条件で行った。
板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャル成
長させ下部電極層102を形成する。該下部電極層の形
成は基板温度を500°Cに保ち、蒸着速度10人/s
ec、蒸着時圧力5X10’Torr、膜厚5000人
の条件で行った。
続いて第6図(b)に示すように、下部電極層102上
にLB法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜
(膜厚8人)を形成し、記録層103とする。
にLB法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜
(膜厚8人)を形成し、記録層103とする。
以下ポリイミド単分子累積膜の作成方法の詳細を記す。
(3)式に示すポリアミック酸をN、 N−ジメチル
アセトアミド溶媒に溶解させた(単量体換算濃度IXI
O−3M)後、別途調整したN、 N−ジメチルオクタ
デシルアミンの同溶媒によるlXl0−3M溶液とを1
: 2 (V/V)に混合して(4)式に示すポリア
ミック酸オクタデシルアミン塩溶液を調整した。
アセトアミド溶媒に溶解させた(単量体換算濃度IXI
O−3M)後、別途調整したN、 N−ジメチルオクタ
デシルアミンの同溶媒によるlXl0−3M溶液とを1
: 2 (V/V)に混合して(4)式に示すポリア
ミック酸オクタデシルアミン塩溶液を調整した。
単分子累積膜を作成した。次に、係る基板を300℃で
10分間の熱処理を行い、ポリアミック酸オクタデシル
アミン塩をイミド化しく式(5))、係る溶液を水温2
0℃の純水からなる水相上に展開し、水面上に単分子膜
を形成した。溶媒除去後、表面圧を25 m N /
mまで高めた。表面圧を一定に保ちながら、上述下地電
極付き基板を水面を横切る方向に速度5 m m /
m i nで静かに浸漬した後、続いて5 m m /
m i nで静かに引き上げて2層のY型2層のポリ
イミド単分子累積膜を得た。
10分間の熱処理を行い、ポリアミック酸オクタデシル
アミン塩をイミド化しく式(5))、係る溶液を水温2
0℃の純水からなる水相上に展開し、水面上に単分子膜
を形成した。溶媒除去後、表面圧を25 m N /
mまで高めた。表面圧を一定に保ちながら、上述下地電
極付き基板を水面を横切る方向に速度5 m m /
m i nで静かに浸漬した後、続いて5 m m /
m i nで静かに引き上げて2層のY型2層のポリ
イミド単分子累積膜を得た。
続いて、第6図(C)に示すように、記録層103上に
真空蒸着法を用いて全面に金を500人堆積させフォト
リソエツチング法により不要部の金属パターンをヨード
カリ水溶液でエツチング除去することでライン幅1μm
1ピッチ2μmのエツジ形成電極104を形成する。
真空蒸着法を用いて全面に金を500人堆積させフォト
リソエツチング法により不要部の金属パターンをヨード
カリ水溶液でエツチング除去することでライン幅1μm
1ピッチ2μmのエツジ形成電極104を形成する。
〔記録媒体の実施例1の効果〕
本発明の記録媒体の第1の実施例によると、(1)トラ
ッキングのためのエツジ部がフォトリソグラフィーで形
成することが出来るので量産化に適しており安価な記録
媒体を提供できる。
ッキングのためのエツジ部がフォトリソグラフィーで形
成することが出来るので量産化に適しており安価な記録
媒体を提供できる。
(2)プローブ電極を記録媒体の記録領域に導入するた
めの引き込み部を容易に形成でき、記録媒体の交換、取
り付けの機械精度の許容範囲を広く取ることができ、よ
って記録再生装置の設計も容易となる。
めの引き込み部を容易に形成でき、記録媒体の交換、取
り付けの機械精度の許容範囲を広く取ることができ、よ
って記録再生装置の設計も容易となる。
〔記録媒体の実施例2〕
第4図に本発明による記録媒体の第2の実施形態例を示
す。
す。
101は基板、102エツジ部が形成された下部電極、
103は記録層である。202はプローブ電極で、記録
層の表面をエツジ部のストライブと垂直方向に移動し任
意のトラック(エツジ部の一つのストライプ)へアクセ
スする。それぞれのトラックではプローブ電極はエツジ
部(この場合は凸側の記録層が記録再生領域となる。)
に沿って走査する。
103は記録層である。202はプローブ電極で、記録
層の表面をエツジ部のストライブと垂直方向に移動し任
意のトラック(エツジ部の一つのストライプ)へアクセ
スする。それぞれのトラックではプローブ電極はエツジ
部(この場合は凸側の記録層が記録再生領域となる。)
に沿って走査する。
次に製造方法を第7図(a)〜(c)の各製造工程別の
断面図に従って説明する。
断面図に従って説明する。
まず第7図(a)に示すように、大気中で襞間したマイ
カ基板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャ
ル成長させ電極層102を形成する。該電極層102の
形成は基板温度を500℃に保ち、蒸着速度10人/s
ec、蒸着時圧力5XIO−6Torr、膜厚5000
人の条件で行った。
カ基板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャ
ル成長させ電極層102を形成する。該電極層102の
形成は基板温度を500℃に保ち、蒸着速度10人/s
ec、蒸着時圧力5XIO−6Torr、膜厚5000
人の条件で行った。
さらに、第7図(b)に示すよう通常のフォトリソエツ
チング法により電極層102をヨードカリ水溶液からな
るエツチング液に浸漬し、ライン幅1μmピッチ2μm
1深さ200人の溝を形成し、段差部120をエツジ部
として持つ電極層を形成する。
チング法により電極層102をヨードカリ水溶液からな
るエツチング液に浸漬し、ライン幅1μmピッチ2μm
1深さ200人の溝を形成し、段差部120をエツジ部
として持つ電極層を形成する。
続いて第7図(c)に示すように電極層102上にLB
法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜(膜厚
8人)を形成し、記録層103とした。
法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜(膜厚
8人)を形成し、記録層103とした。
ポリイミド単分子累積膜の作製は媒体実施例1の製法と
同様に行う。
同様に行う。
〔記録媒体の実施例2の効果〕
本発明の記録媒体の第2の実施例によると、エツジ部を
下部電極上に形成できるので、エツジ形成のためのフォ
トリソエツチング工程において記録層がエツチング液に
さらされることがない。すなわち、記録層の形成は製造
工程の最後であり、あらゆる種類の材料の記録層を適用
することができる。
下部電極上に形成できるので、エツジ形成のためのフォ
トリソエツチング工程において記録層がエツチング液に
さらされることがない。すなわち、記録層の形成は製造
工程の最後であり、あらゆる種類の材料の記録層を適用
することができる。
〔記録媒体の実施例3〕
第5図(a)、 (b)に本発明による記録媒体の第
3の実施例を示す。第5図(a)は平面図、第5図(b
)は第5図(a)のA−A’ 断面図である。
3の実施例を示す。第5図(a)は平面図、第5図(b
)は第5図(a)のA−A’ 断面図である。
101は円盤型の基板、102は下部電極層、103は
記録層である。105はイオン打ち込みにより形成され
たエツジ部である。
記録層である。105はイオン打ち込みにより形成され
たエツジ部である。
このエツジ部は円盤型の基板上にスパイラル状に形成す
る。基板を回転させながらプローブ電極を引き込むこと
により、スパイラル状のエツジにそって円盤の外周から
中心へあるいは中心から外周へと移動して記録再生を行
う。
る。基板を回転させながらプローブ電極を引き込むこと
により、スパイラル状のエツジにそって円盤の外周から
中心へあるいは中心から外周へと移動して記録再生を行
う。
次に、この記録媒体の製造方法を第8図(a)〜(c)
の各工程別断面図に従って説明する。
の各工程別断面図に従って説明する。
まず第8図(a)に示すように大気中で襞間したマイカ
基板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャル
成長させ電極層102を形成する。該電極層の形成は基
板温度を500℃に保ち、蒸着速度10人/sec、蒸
着時圧力5XIO=Torr、膜厚5000人の条件で
行った。
基板101上に金を真空蒸着法で全面にエピタキシャル
成長させ電極層102を形成する。該電極層の形成は基
板温度を500℃に保ち、蒸着速度10人/sec、蒸
着時圧力5XIO=Torr、膜厚5000人の条件で
行った。
さらに第8図(b)に示すように、前記電極層102に
収束イオンビーム装置を用いて矢印で示す方向からシリ
コン(Si)元素を加速電圧80kV、ドーズ量10”
1ons/crdで注入することにより幅0.1μm1
ピッチ1.1μmの変性部105を形成しエツジ部とす
る。
収束イオンビーム装置を用いて矢印で示す方向からシリ
コン(Si)元素を加速電圧80kV、ドーズ量10”
1ons/crdで注入することにより幅0.1μm1
ピッチ1.1μmの変性部105を形成しエツジ部とす
る。
続いて第8図(c)に示すように、電極層102上にL
B法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜(膜
厚8人)を形成し、記録層103とした。
B法を用いてポリイミド単分子累積膜の2層累積膜(膜
厚8人)を形成し、記録層103とした。
ポリイミド単分子累積膜の作製は記録媒体の実施例1の
製法と同様の方法による。
製法と同様の方法による。
〔記録媒体の実施例3の効果〕
本発明の記録媒体の実施例3によると、(1)イオン打
ち込みにより非常に占有面積の少ないエツジ部を形成す
るので、エツジ形成のために生じる記録再生不可領域を
最小とすることができる。
ち込みにより非常に占有面積の少ないエツジ部を形成す
るので、エツジ形成のために生じる記録再生不可領域を
最小とすることができる。
(2)このイオン打込の位置制御精度はエツジの形成ピ
ッチを1.1μmとすると0.1〜0.2μm程度であ
ればよ(通常のステージを用いた設備で十分に行える。
ッチを1.1μmとすると0.1〜0.2μm程度であ
ればよ(通常のステージを用いた設備で十分に行える。
よってエツジ形成に必要な製造コストは低く押えられる
。
。
(3)スパイラル状のエツジ部としたので、大容量のデ
ータをトラックアクセスのための切換え時間、あるいは
レコードギャップなどのない連続記録再生が可能となり
、動画像の記録再生などに好適に用いることができる。
ータをトラックアクセスのための切換え時間、あるいは
レコードギャップなどのない連続記録再生が可能となり
、動画像の記録再生などに好適に用いることができる。
本発明による記録媒体のアクセス方法を実現する記録再
生装置の構成実施例を第9図に示す。
生装置の構成実施例を第9図に示す。
第10図に記録媒体上にプローブ電極の先端の軌跡を表
わした例を示す。また、第11図、第12図に再生時と
記録時における第9図の記録再生装置の各信号線の波形
例をそれぞれ示す。以下図面に従って説明する。
わした例を示す。また、第11図、第12図に再生時と
記録時における第9図の記録再生装置の各信号線の波形
例をそれぞれ示す。以下図面に従って説明する。
101は記録媒体の基板、201はステージで記録媒体
上の任意の記録領域にプローブ電極を引き込むために、
X、 Y、及びZ各方向に10mmの範囲で移動できる
。210は円筒型のPZTアクチュエータで、プローブ
電極202を記録媒体上のデータ列に沿って走査するた
めのもので、X、 Y、及びZ方向にそれぞれ2μmま
で移動できる。
上の任意の記録領域にプローブ電極を引き込むために、
X、 Y、及びZ各方向に10mmの範囲で移動できる
。210は円筒型のPZTアクチュエータで、プローブ
電極202を記録媒体上のデータ列に沿って走査するた
めのもので、X、 Y、及びZ方向にそれぞれ2μmま
で移動できる。
プローブ電極202は電流アンプ310に接続される。
電流アンプ310の出力は対数圧縮回路311を経由し
てサンプルホールド回路312に入力される。
てサンプルホールド回路312に入力される。
サンプルホールド回路の出力信号■はコンパレータ31
3、ピークホールド回路314、及び高域通過フィルタ
ー318にそれぞれ入力される。
3、ピークホールド回路314、及び高域通過フィルタ
ー318にそれぞれ入力される。
ピークホールド回路314の出力■は誤差増幅器315
と低域通過フィルター316に接続される。誤差増幅器
の出力は円筒型PZTのΔ2駆動電極に接続される。一
方、低域通過フィルター318の出力は減衰器vR3を
通じてコンパレータ317に入力される。
と低域通過フィルター316に接続される。誤差増幅器
の出力は円筒型PZTのΔ2駆動電極に接続される。一
方、低域通過フィルター318の出力は減衰器vR3を
通じてコンパレータ317に入力される。
高域通過フィルターの出力■はコンパレータ317のも
う一方の入力に接続される。さらに、コンパレータ31
7の出力はデータ変復調部323のデータ復調器に入力
される。
う一方の入力に接続される。さらに、コンパレータ31
7の出力はデータ変復調部323のデータ復調器に入力
される。
データ変復調部のデータ変調出力はパルス発生器321
に接続され、DCバイアス電圧vB1と合成して記録媒
体電極に接続される。
に接続され、DCバイアス電圧vB1と合成して記録媒
体電極に接続される。
トラッキング制御部322はアップダウンカウンタ31
9及び、D/Aコンバータ320を介して円筒型PZT
アクチュエータ210を駆動する。アップダウンカウン
タ319のアップ人力■にはエツジ検出用のコンパレー
タ313の出力とトラッキング制御部からのアップ制御
信号とのORを接続する。一方アツブダウンカウンタ3
19のダウン人力■にはトラッキング制御部のダウン制
御信号を接続する。
9及び、D/Aコンバータ320を介して円筒型PZT
アクチュエータ210を駆動する。アップダウンカウン
タ319のアップ人力■にはエツジ検出用のコンパレー
タ313の出力とトラッキング制御部からのアップ制御
信号とのORを接続する。一方アツブダウンカウンタ3
19のダウン人力■にはトラッキング制御部のダウン制
御信号を接続する。
アップダウンカウンタのカウント出力はD/A変換器3
20によりアナログ電圧に変換され円筒型PZTをΔX
駆動する。さらに、D/A変換器320の出力は走査方
位制御信号■で制御される可変抵抗R2と抵抗R3を介
してトラッキング制御部からのウオブリング信号■と合
成され、円筒型PZTをΔY駆動する。
20によりアナログ電圧に変換され円筒型PZTをΔX
駆動する。さらに、D/A変換器320の出力は走査方
位制御信号■で制御される可変抵抗R2と抵抗R3を介
してトラッキング制御部からのウオブリング信号■と合
成され、円筒型PZTをΔY駆動する。
データの再生動作を想定すると、プローブ電極202の
記録媒体上での軌跡は第10図(a)となる。
記録媒体上での軌跡は第10図(a)となる。
ステージ201により初期設定されたプローブ位置14
0より円筒型PZT210がデータ走査を始めると14
1で表わされる軌跡を通ってエツジ120を検出すると
プローブ電極の走査は反転し142の軌跡となる。更に
一定距離を走査後再び反転しエツジ120に向かう方向
に進む。
0より円筒型PZT210がデータ走査を始めると14
1で表わされる軌跡を通ってエツジ120を検出すると
プローブ電極の走査は反転し142の軌跡となる。更に
一定距離を走査後再び反転しエツジ120に向かう方向
に進む。
上記の動作を繰り返し、プローブ電極がデータビット列
122を検出すると、このデータ列に走査方位を調整し
つつ順次走査して行く。
122を検出すると、このデータ列に走査方位を調整し
つつ順次走査して行く。
プローブ電極の走査方位は走査方位制御信号■により可
変抵抗R2を変化させ円筒型PZTアクチュエータ21
0のΔX/ΔYの駆動比を変えて行う。また適正走査方
位の検出は、第10図には図示していないがウオブリン
グ電圧■をΔY駆動し、このときのトンネル電圧のピー
クホールドされたエンベロープ信号Oをモニターして判
断する。
変抵抗R2を変化させ円筒型PZTアクチュエータ21
0のΔX/ΔYの駆動比を変えて行う。また適正走査方
位の検出は、第10図には図示していないがウオブリン
グ電圧■をΔY駆動し、このときのトンネル電圧のピー
クホールドされたエンベロープ信号Oをモニターして判
断する。
第1O図(b)にプローブ電極が記録媒体のデータ列を
走査している様子を断面図にて示す。プローブ電極と記
録媒体表面との距離の制御は、トンネル電流の対数圧縮
した値をピークホールドした信号■を誤差増幅器315
により基準電圧v83と比較し円筒型PZTをΔZ駆動
する。
走査している様子を断面図にて示す。プローブ電極と記
録媒体表面との距離の制御は、トンネル電流の対数圧縮
した値をピークホールドした信号■を誤差増幅器315
により基準電圧v83と比較し円筒型PZTをΔZ駆動
する。
この制御により、プローブ電極はデータ列の白部分また
は電子状態の最も高い部分を包絡するように走査する。
は電子状態の最も高い部分を包絡するように走査する。
次に、再生時における動作を各信号の状態を表わす第1
1図のタイミングチャートを用いて説明する。
1図のタイミングチャートを用いて説明する。
プローブ電極により検出されたトンネル電流は第9図3
10の電流アンプにより増幅された後、311により対
数圧縮し、312でサンプルホールドされる。このサン
プルホールド回路は再生時にはスルー状態となり対数圧
縮器の出力がそのまま出力される。
10の電流アンプにより増幅された後、311により対
数圧縮し、312でサンプルホールドされる。このサン
プルホールド回路は再生時にはスルー状態となり対数圧
縮器の出力がそのまま出力される。
サンフルホールド出力■はエツジ検出用コンパレータに
よりスレッショールド電圧vIl□と比較しプローブ電
極がエツジに接近するのを検出する。ただし、v[13
はデータ列による出力電圧より太き(設定する。
よりスレッショールド電圧vIl□と比較しプローブ電
極がエツジに接近するのを検出する。ただし、v[13
はデータ列による出力電圧より太き(設定する。
エツジ検出した信号はアップダウンカウンタを強制的に
アップカウント動作に切換える。さらに一定カウント値
アップカウントした後、再びダウンカウントに切換える
。このときのアップダウンカウンタのアップ及びダウン
制御信号を第11図の■、■にそれぞれ示す。またΔX
駆動出力を第11図■に示す。
アップカウント動作に切換える。さらに一定カウント値
アップカウントした後、再びダウンカウントに切換える
。このときのアップダウンカウンタのアップ及びダウン
制御信号を第11図の■、■にそれぞれ示す。またΔX
駆動出力を第11図■に示す。
この動作によりプローブ電極は記録媒体のエツジ部に衝
突することなく走査することができる。
突することなく走査することができる。
サンプルホールド出力■は高域通過フィルターにより高
域周波数成分すなわちデータ情報成分を抽出し、コンパ
レータ317によりデータ列のエンベロープ信号■を適
当に減衰した電圧と比較し2値化データ■を得る。この
ときのコンパレータのそれぞれの入力信号を第11図の
■、■に示す、また2値化された信号を第11図■に示
す。尚、エンベロープ信号◎は第10図に示されるピー
クホールド出力■を低域通過フィルター316で積分し
たものである。
域周波数成分すなわちデータ情報成分を抽出し、コンパ
レータ317によりデータ列のエンベロープ信号■を適
当に減衰した電圧と比較し2値化データ■を得る。この
ときのコンパレータのそれぞれの入力信号を第11図の
■、■に示す、また2値化された信号を第11図■に示
す。尚、エンベロープ信号◎は第10図に示されるピー
クホールド出力■を低域通過フィルター316で積分し
たものである。
続いて、記録時における動作を各信号の状態を表わす第
121Mのタイミングチャートを用いて説明する。
121Mのタイミングチャートを用いて説明する。
サンプルホールド312の出力信号■をコンノ(レータ
313によりVl12と比較しエツジ接近を検出すると
、まずVl、を所定のレベルに設定し書込み動作に入る
。プローブ電極と記録媒体との間隙の制御が安定する時
間を待ってサンプルホールド制御信号■をデータ書込□
みクロックに同期してホールド状態とし、パルス発生器
321より書込み)々ルス■を発生する。このデータパ
ルスの書込みはプローブ電極が反転走査するまで書込ま
れ、プローブが反転走査すると直ちに読出し走査の戻り
、次のエツジを検出するまでデータ書込み動作は待機状
態となる。
313によりVl12と比較しエツジ接近を検出すると
、まずVl、を所定のレベルに設定し書込み動作に入る
。プローブ電極と記録媒体との間隙の制御が安定する時
間を待ってサンプルホールド制御信号■をデータ書込□
みクロックに同期してホールド状態とし、パルス発生器
321より書込み)々ルス■を発生する。このデータパ
ルスの書込みはプローブ電極が反転走査するまで書込ま
れ、プローブが反転走査すると直ちに読出し走査の戻り
、次のエツジを検出するまでデータ書込み動作は待機状
態となる。
本発明のアクセス方法の実施例によると、記録媒体のエ
ツジ部を基準としてデータ列を書込むので、読出し時に
プローブ電極がデータビット列上を走査する際、データ
ビットが記録されているタイミングを正確に予測するこ
とができる。これにより、 (1)ウオブリング法等によるデータ列への走査方位決
定が確実なものとなる。
ツジ部を基準としてデータ列を書込むので、読出し時に
プローブ電極がデータビット列上を走査する際、データ
ビットが記録されているタイミングを正確に予測するこ
とができる。これにより、 (1)ウオブリング法等によるデータ列への走査方位決
定が確実なものとなる。
(2)データのサンプリングタイミングが正確で、ノイ
ズに強いS/Nの高い読取りが可能となる。
ズに強いS/Nの高い読取りが可能となる。
(3)エツジは不連続でも良く、一つのエツジを外れて
も次のエツジを検出し自動的にトラック間を移動できる
。
も次のエツジを検出し自動的にトラック間を移動できる
。
(4)さらに、エツジの形状に依存することな(書込み
読取り動作を行うことができるため、記録媒体の交換は
もちろんのこと、トラック形状の異なる記録媒体でも交
換できる互換性がある。
読取り動作を行うことができるため、記録媒体の交換は
もちろんのこと、トラック形状の異なる記録媒体でも交
換できる互換性がある。
(5)プローブ電極と記録媒体表面の間隙制御回路にピ
ークホールド回路を用いていることにより、プローブ電
極にエツジなどの急峻な凸部があっても速い時定数でプ
ローブ電極は回避し、またプローブ電極がデータビット
の凸部を外れた際には遅い時定数で記録媒体表面に接近
する。この動作によりプローブ電極の無駄な上下振動を
極力減らすことができ、極めて高速にプローブ電極を走
査することができる。
ークホールド回路を用いていることにより、プローブ電
極にエツジなどの急峻な凸部があっても速い時定数でプ
ローブ電極は回避し、またプローブ電極がデータビット
の凸部を外れた際には遅い時定数で記録媒体表面に接近
する。この動作によりプローブ電極の無駄な上下振動を
極力減らすことができ、極めて高速にプローブ電極を走
査することができる。
(6)また、上記プローブ電極と記録媒体の間隙制御信
号、すなわちデータ列のエンベロープ信号を利用してデ
ータ再生時の2値化処理のスレッショールド電圧として
用いることにより、記録媒体の基板の反り、歪みによる
データビット信号の乱れ、あるいは記録層の感度ムラ等
を補償できる。
号、すなわちデータ列のエンベロープ信号を利用してデ
ータ再生時の2値化処理のスレッショールド電圧として
用いることにより、記録媒体の基板の反り、歪みによる
データビット信号の乱れ、あるいは記録層の感度ムラ等
を補償できる。
本発明によると、記録媒体にエツジ部を設け、このエツ
ジを基準としてデータ列を2次元的に記録することによ
り、 (1)記録媒体のエツジ形成はシリコンICプロセスに
用いられている通常のフォトリソグラフィー技術で十分
行える。すなわち、形成パターンの線幅、線間の寸法は
ミクロンオーダでも高密度の記録再生を実現できる。
ジを基準としてデータ列を2次元的に記録することによ
り、 (1)記録媒体のエツジ形成はシリコンICプロセスに
用いられている通常のフォトリソグラフィー技術で十分
行える。すなわち、形成パターンの線幅、線間の寸法は
ミクロンオーダでも高密度の記録再生を実現できる。
(2)トラッキングに必要な情報はエツジであるので、
基本的にトラッキングに必要な領域は非常に小さい。よ
って、エツジ形成のためのパターン作製方法にイオンビ
ーム加工等を用いることにより記録密度は極限まで太き
(することができる。
基本的にトラッキングに必要な領域は非常に小さい。よ
って、エツジ形成のためのパターン作製方法にイオンビ
ーム加工等を用いることにより記録密度は極限まで太き
(することができる。
(3)記録媒体の作製プロセスは高い自由度があり、こ
のため基板の形状も各種用いることができ、さらには記
録層の材料もプロセスの制約を受けずに任意に選ぶこと
ができる。
のため基板の形状も各種用いることができ、さらには記
録層の材料もプロセスの制約を受けずに任意に選ぶこと
ができる。
(4)プローブ電極を記録媒体に引き込むための導入部
を記録媒体上に形成することができるので、個々の記録
媒体相互の寸法精度を要求することなく容易に記録媒体
交換機構を実現できる。
を記録媒体上に形成することができるので、個々の記録
媒体相互の寸法精度を要求することなく容易に記録媒体
交換機構を実現できる。
(5)エツジを基準としたトラッキング動作は2次元の
データ領域にたいして行われるので、トラッキング動作
のための処理時間はデータlビツトにたいし極めて小さ
く、高速なデータの読出し書込みが可能となる。
データ領域にたいして行われるので、トラッキング動作
のための処理時間はデータlビツトにたいし極めて小さ
く、高速なデータの読出し書込みが可能となる。
以上述べたように本発明の効果によると、メモリとして
必要の機能である、 ■高密度で記録容量が大きい。
必要の機能である、 ■高密度で記録容量が大きい。
■記録再生の応答速度が早い。
■生産性が高く、価格が安い。
という要求に十分答えるものである。
第1図は本発明の記録媒体及びアクセス方法の構成、手
段を説明する図、 第2図は本発明の詳細な説明する図、 第3図は本発明の記録媒体の第1の実施形態図、第4図
は本発明の記録媒体の第2の実施形態図、第5図(a)
は本発明の第3の実施形態図、第5図(b)は第5図(
a)のA−A’ 断面図、第6図は第3図の記録媒体の
製造方法を説明する図、 第7図は第4図の記録媒体の製造方法を説明する図、 第8図は第5図の記録媒体の製造方法を説明する図、 第9図は本発明のアクセス方法を実施する記録再生装置
の構成を表わす図、 第1O図は第9図における記録再生装置のプローブ電極
の記録媒体面上の軌跡を表わす図、第11図は第9図の
記録再生装置の再生時の信号波形を示す図、 第12図は第9図の記録再生装置の記録時の各部の信号
波形を示す図を表わす。 101は媒体の基板、102は下部電極層、103は記
録層、104はエツジ形成のための上部電極、105は
イオン打ち込み領域である。120はエツジ部、121
は記録再生領域、122は記録媒体表面に形成された記
録ビットを示す、123はプローブ電極がエツジから離
れる方向に走査したときの軌跡、124はプローブ電極
がエツジに接近する方向に走査したときの軌跡である。 201はステージ、202はプローブ電極、203は
記録再生ヘッド、204はヘッドを2方向に駆動するア
クチュエータ、205はヘッドをX方向に駆動するアク
チュエータ、206はステージをY方向に駆動するアク
チュエータである。210は円筒型のピエゾアクチュエ
ータである。 301はアンプ、302はプローブ高さ検出回路、30
3はエツジ検出回路、304はデータ復調器、305は
Z軸駆動制御回路、306はX軸駆動制御回路、307
はY軸駆動制御回路、308はデータ復調回路である。 310は電流アンプ、311は対数圧縮回路、312は
サンプルホールド回路、313はエツジ検出用のコンパ
レータ、314はピークホールド回路、315はプロー
ブ電極と記録媒体の表面との距離をフィードバック制御
するための誤差増幅器、316は低域通過型フィルター
、317はデータ検出用のコンパレータ、318は広域
通過型のフィルターである。 319−はアップダウンカウンタ、320はDA変換器
、321はデータ書き込み用のパルス発生器である。 322はトラッキング制御部、323はデータ変復調部
、324はステージ制御部である。 Cα) R4123 /ρノ ん? 々7
段を説明する図、 第2図は本発明の詳細な説明する図、 第3図は本発明の記録媒体の第1の実施形態図、第4図
は本発明の記録媒体の第2の実施形態図、第5図(a)
は本発明の第3の実施形態図、第5図(b)は第5図(
a)のA−A’ 断面図、第6図は第3図の記録媒体の
製造方法を説明する図、 第7図は第4図の記録媒体の製造方法を説明する図、 第8図は第5図の記録媒体の製造方法を説明する図、 第9図は本発明のアクセス方法を実施する記録再生装置
の構成を表わす図、 第1O図は第9図における記録再生装置のプローブ電極
の記録媒体面上の軌跡を表わす図、第11図は第9図の
記録再生装置の再生時の信号波形を示す図、 第12図は第9図の記録再生装置の記録時の各部の信号
波形を示す図を表わす。 101は媒体の基板、102は下部電極層、103は記
録層、104はエツジ形成のための上部電極、105は
イオン打ち込み領域である。120はエツジ部、121
は記録再生領域、122は記録媒体表面に形成された記
録ビットを示す、123はプローブ電極がエツジから離
れる方向に走査したときの軌跡、124はプローブ電極
がエツジに接近する方向に走査したときの軌跡である。 201はステージ、202はプローブ電極、203は
記録再生ヘッド、204はヘッドを2方向に駆動するア
クチュエータ、205はヘッドをX方向に駆動するアク
チュエータ、206はステージをY方向に駆動するアク
チュエータである。210は円筒型のピエゾアクチュエ
ータである。 301はアンプ、302はプローブ高さ検出回路、30
3はエツジ検出回路、304はデータ復調器、305は
Z軸駆動制御回路、306はX軸駆動制御回路、307
はY軸駆動制御回路、308はデータ復調回路である。 310は電流アンプ、311は対数圧縮回路、312は
サンプルホールド回路、313はエツジ検出用のコンパ
レータ、314はピークホールド回路、315はプロー
ブ電極と記録媒体の表面との距離をフィードバック制御
するための誤差増幅器、316は低域通過型フィルター
、317はデータ検出用のコンパレータ、318は広域
通過型のフィルターである。 319−はアップダウンカウンタ、320はDA変換器
、321はデータ書き込み用のパルス発生器である。 322はトラッキング制御部、323はデータ変復調部
、324はステージ制御部である。 Cα) R4123 /ρノ ん? 々7
Claims (9)
- (1)記録媒体表面の凹凸または電子状態の変化を記録
情報とし、該記録情報をプローブ電極と記録媒体表面と
の間に流れるトンネル電流の強弱により情報書込みまた
は、該トンネル電流を検知して情報読取りを行う記録媒
体において、該記録媒体表面に記録される凹凸または電
子状態の変化よりも大きな段差もしくは電子状態の差を
有するエッジ部が形成されていることを特徴とする記録
媒体。 - (2)エッジ部が記録媒体層表面にフオトリソエツチン
グ法により形成された金属薄膜である請求項(1)に記
載の記録媒体。 - (3)エッジ部が記録媒体層の下地電極に形成された段
差である請求項(1)に記載の記録媒体。 - (4)エッジ部がエピタキシャル成長した金属薄膜に打
ち込まれたイオンビームによって形成された変性領域で
ある請求項(1)に記載の記録媒体。 - (5)エッジ部がストライプ上に形成されている請求項
(1)に記載の記録媒体。 - (6)エッジ部がスパイラルもしくは同心円状に形成さ
れている請求項(1)に記載の記録媒体。 - (7)記録媒体にプローブ電極を記録再生領域の先頭位
置に案内するプローブ引き込み手段を具備した請求項(
1)に記載の記録媒体。 - (8)表面に記録される凹凸又は電子状態の変化よりも
大きな段差もしくは電子状態の差を有するエッジ部が形
成されている記録媒体に対し、プローブ電極を用いてア
クセスする方法であって、前記エッジ部を検出する工程
、前記エッジ部とある角度をもって該プローブ電極を走
査する工程と前記エッジ部に沿った方向に記録媒体を移
動させる工程とを含むことを特徴とするアクセス方法。 - (9)表面に記録される凹凸又は電子状態の変化よりも
大きな段差もしくは電子状態の差を有するエッジ部が形
成されている記録媒体に対し、プローブ電極を用いてア
クセスする方法であって、前記エッジ部を検出する工程
と、記録再生するデータ列の該エッジ部に対する方位角
を決定する工程と、該エッジ部を起点としてデータ列方
位にプローブ電極を走査する工程とを含むことを特徴と
するアクセス方法。
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