JPH08241835A - 半導体層構造および大容量メモリ装置の記録媒体 - Google Patents
半導体層構造および大容量メモリ装置の記録媒体Info
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- JPH08241835A JPH08241835A JP7043401A JP4340195A JPH08241835A JP H08241835 A JPH08241835 A JP H08241835A JP 7043401 A JP7043401 A JP 7043401A JP 4340195 A JP4340195 A JP 4340195A JP H08241835 A JPH08241835 A JP H08241835A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面が平坦な半導体基板の軽量化を図る共
に、該基板の曲げ剛性を高めることができる半導体の層
構造を提供する。また、メモリ基板の重量の増加を抑制
しながら、記録保持層の形成の際に生じる多層の記録媒
体の反りを減少させることにより、超小型かつ大容量の
メモリ装置の記録媒体を提供する。 【構成】 複数の微小プローブを備えた記録再生回路系
基板に対向配置されて使用される大容量メモリ装置の記
録媒体１であって、メモリ基板１１の表面に記録保持層
１３を有し、前記メモリ基板１１の裏面に曲げ剛性を補
強するための梁構造１４が形成されてなることを特徴と
する。また、メモリ基板１１の材料としてシリコン単結
晶を用い、メモリ基板１１と記録保持層１３との間に導
電層１２を有してなることを特徴とする。
に、該基板の曲げ剛性を高めることができる半導体の層
構造を提供する。また、メモリ基板の重量の増加を抑制
しながら、記録保持層の形成の際に生じる多層の記録媒
体の反りを減少させることにより、超小型かつ大容量の
メモリ装置の記録媒体を提供する。 【構成】 複数の微小プローブを備えた記録再生回路系
基板に対向配置されて使用される大容量メモリ装置の記
録媒体１であって、メモリ基板１１の表面に記録保持層
１３を有し、前記メモリ基板１１の裏面に曲げ剛性を補
強するための梁構造１４が形成されてなることを特徴と
する。また、メモリ基板１１の材料としてシリコン単結
晶を用い、メモリ基板１１と記録保持層１３との間に導
電層１２を有してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平坦な半導体層構造を
有する半導体装置、およびＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＡＦＭ
（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）
等の、走査型プローブ技術を用いて記録再生を行う大容
量記録素子に用いられる記録媒体に関するものである。
有する半導体装置、およびＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＡＦＭ
（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）
等の、走査型プローブ技術を用いて記録再生を行う大容
量記録素子に用いられる記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子オーダの分解能を有するＳＴＭやＡ
ＦＭの技術を用いた大容量メモリ装置は、多数提案され
ており、その将来性は極めて有望なものである。この種
の大容量メモリ装置の記録媒体に用いる記録材料は種々
提案されており、その１つの材料としてチタン酸バリウ
ムやジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ《ＺｒｘＴｉ１−ｘＯ
３・Ｐｂ》）等のペロブスカイト構造を有する無機の強
誘電体材料がある。これらの強誘電体材料を記録媒体と
する技術としては、例えば、特開昭６３−１９３３４９
号公報や、本願出願人による特願平６−２７０２９７号
明細書に記載のものが知られている。
ＦＭの技術を用いた大容量メモリ装置は、多数提案され
ており、その将来性は極めて有望なものである。この種
の大容量メモリ装置の記録媒体に用いる記録材料は種々
提案されており、その１つの材料としてチタン酸バリウ
ムやジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ《ＺｒｘＴｉ１−ｘＯ
３・Ｐｂ》）等のペロブスカイト構造を有する無機の強
誘電体材料がある。これらの強誘電体材料を記録媒体と
する技術としては、例えば、特開昭６３−１９３３４９
号公報や、本願出願人による特願平６−２７０２９７号
明細書に記載のものが知られている。
【０００３】このようなメモリ装置は、基本的に、記録
媒体と、該記録媒体に対向配置される記録再生回路系基
板と、前記記録媒体または前記記録再生回路系基板の少
なくとも一方を両者の対向面に沿って移動させる駆動手
段とからなる。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の大容量メ
モリ装置の説明図であり、（Ａ）は該メモリ装置の記録
媒体５の断面図、（Ｂ）は記録再生回路系基板６の斜視
図、（Ｃ）は大容量メモリ装置７の全体図である。
媒体と、該記録媒体に対向配置される記録再生回路系基
板と、前記記録媒体または前記記録再生回路系基板の少
なくとも一方を両者の対向面に沿って移動させる駆動手
段とからなる。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の大容量メ
モリ装置の説明図であり、（Ａ）は該メモリ装置の記録
媒体５の断面図、（Ｂ）は記録再生回路系基板６の斜視
図、（Ｃ）は大容量メモリ装置７の全体図である。
【０００４】図５（Ａ）において、記録媒体５は、上面
に格子溝Ｇが形成されたメモリ基板５１の上面に導電層
（下部電極層）５２と記録保持層（強誘電体薄膜層）５
３が順次積層されて構成されている。通常、メモリ基板
５１として、シリコン単結晶が用いられる。記録保持層
５３がＰＺＴ等の場合、シリコン単結晶と成分元素とが
相互拡散し、良好な強誘電的特性を有するＰＺＴ薄膜を
作成することが困難となる。このような事情から、通
常、図５（Ａ）に示したように、相互拡散を防止し、良
好な強誘電的特性を有するＰＺＴ等の薄膜を形成するた
めに、単一あるいは複数の金属層からなる導電層５２が
設けられるのである。
に格子溝Ｇが形成されたメモリ基板５１の上面に導電層
（下部電極層）５２と記録保持層（強誘電体薄膜層）５
３が順次積層されて構成されている。通常、メモリ基板
５１として、シリコン単結晶が用いられる。記録保持層
５３がＰＺＴ等の場合、シリコン単結晶と成分元素とが
相互拡散し、良好な強誘電的特性を有するＰＺＴ薄膜を
作成することが困難となる。このような事情から、通
常、図５（Ａ）に示したように、相互拡散を防止し、良
好な強誘電的特性を有するＰＺＴ等の薄膜を形成するた
めに、単一あるいは複数の金属層からなる導電層５２が
設けられるのである。
【０００５】図５（Ｂ）において、記録再生回路系基板
６の表面には上記溝Ｇの格子ピッチと同一ピッチで、プ
ローブチップ６２を含む記録再生回路系６１がマトリク
ス状に形成されている。
６の表面には上記溝Ｇの格子ピッチと同一ピッチで、プ
ローブチップ６２を含む記録再生回路系６１がマトリク
ス状に形成されている。
【０００６】図５（Ｃ）に示すように、記録媒体５およ
び記録再生回路系基板６は、記録保持層５３と、プロー
ブチップ６２とが向き合うように配置される。そして、
通常は図５（Ｃ）に示すように駆動手段（ここでは、マ
イクロムーバ駆動系８として示す）により記録媒体５が
Ｘ−Ｙ方向に走査される。
び記録再生回路系基板６は、記録保持層５３と、プロー
ブチップ６２とが向き合うように配置される。そして、
通常は図５（Ｃ）に示すように駆動手段（ここでは、マ
イクロムーバ駆動系８として示す）により記録媒体５が
Ｘ−Ｙ方向に走査される。
【０００７】図５（Ｂ）に示す各記録再生回路系６１
は、上記格子溝Ｇにより区分された各領域に一対一に対
応し、各プローブチップ６２は、常にあるいは必要に応
じて、対応する記録保持層５３の表面に接触するかある
いは極めて近接した一定の距離に保持される。
は、上記格子溝Ｇにより区分された各領域に一対一に対
応し、各プローブチップ６２は、常にあるいは必要に応
じて、対応する記録保持層５３の表面に接触するかある
いは極めて近接した一定の距離に保持される。
【０００８】大容量メモリ装置７は、プローブチップ６
２を対応する記録保持層５３の表面に沿って、接触また
は近接しつつ走査制御することで、所定の位置での情報
の記録／再生を行う。
２を対応する記録保持層５３の表面に沿って、接触また
は近接しつつ走査制御することで、所定の位置での情報
の記録／再生を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような大容量記録
素子において、プローブチップ６２を含む上記の如き記
憶再生回路系６１は、ＬＳＩ作成技術なしでは作成不可
能である。そのための材料としてはシリコンが好ましく
用いられる。一方、記録再生回路系６１に対向して配置
された記録媒体５、少なくともメモリ基板５１は、熱膨
張による相対位置ずれを防止するために、シリコンとす
るのが好ましい。
素子において、プローブチップ６２を含む上記の如き記
憶再生回路系６１は、ＬＳＩ作成技術なしでは作成不可
能である。そのための材料としてはシリコンが好ましく
用いられる。一方、記録再生回路系６１に対向して配置
された記録媒体５、少なくともメモリ基板５１は、熱膨
張による相対位置ずれを防止するために、シリコンとす
るのが好ましい。
【００１０】また、記録保持層５３として、良好な特性
を有するペロブスカイト構造をもつＰＺＴ等の無機の強
誘電体材料を用いるに際しては、種々の成膜方法が提案
されている。しかし、何れの方法によっても薄膜作成の
際の基板温度を５００〜６００℃程度としなければ、ペ
ロブスカイト構造を有する組成の薄膜を得ることができ
ない。この結果、５００〜６００℃程度の基板温度で薄
膜作成を行い室温に戻した際に、前述したように基板材
料であるシリコンの線膨張係数がＰＺＴ等の無機の強誘
電体材料の線膨張係数に比べてかなり小さいことから、
記録保持層５３とメモリ基板５１との間に極めて高い応
力が残留し、記録媒体５に反りが生じてしまう。
を有するペロブスカイト構造をもつＰＺＴ等の無機の強
誘電体材料を用いるに際しては、種々の成膜方法が提案
されている。しかし、何れの方法によっても薄膜作成の
際の基板温度を５００〜６００℃程度としなければ、ペ
ロブスカイト構造を有する組成の薄膜を得ることができ
ない。この結果、５００〜６００℃程度の基板温度で薄
膜作成を行い室温に戻した際に、前述したように基板材
料であるシリコンの線膨張係数がＰＺＴ等の無機の強誘
電体材料の線膨張係数に比べてかなり小さいことから、
記録保持層５３とメモリ基板５１との間に極めて高い応
力が残留し、記録媒体５に反りが生じてしまう。
【００１１】記録媒体５に反りが生じると、記録再生用
のプローブチップ６２を記録保持層５３の表面に対して
極めて接近した一定の距離に保持することが不可能、あ
るいは記録再生用のプローブチップを記録保持層５３の
表面に一定圧力で接触させることが不可能となってしま
う。
のプローブチップ６２を記録保持層５３の表面に対して
極めて接近した一定の距離に保持することが不可能、あ
るいは記録再生用のプローブチップを記録保持層５３の
表面に一定圧力で接触させることが不可能となってしま
う。
【００１２】このような反りを緩和するべく、従来では
図５（Ａ），（Ｃ）に示すようにメモリ基板５１上に領
域分割を兼ねた溝を形成しているが、これだけでは十分
ではなく、メモリ基板５１の厚みを厚くしなければなら
ない。また、メモリ基板５１の厚み（ウェーハの厚み）
を数十μｍにすることは不可能ではないが、厚みを薄く
するプロセスでウェーハの表面あるいは裏面に残留のス
トレスが存在する。このため、従来では、完全に平坦で
かつ均等な数十μｍ程度の所望厚の加工は容易ではな
く、この点からもメモリ基板５１の厚みを厚くせざるを
得ない。
図５（Ａ），（Ｃ）に示すようにメモリ基板５１上に領
域分割を兼ねた溝を形成しているが、これだけでは十分
ではなく、メモリ基板５１の厚みを厚くしなければなら
ない。また、メモリ基板５１の厚み（ウェーハの厚み）
を数十μｍにすることは不可能ではないが、厚みを薄く
するプロセスでウェーハの表面あるいは裏面に残留のス
トレスが存在する。このため、従来では、完全に平坦で
かつ均等な数十μｍ程度の所望厚の加工は容易ではな
く、この点からもメモリ基板５１の厚みを厚くせざるを
得ない。
【００１３】これに対し、上記の大容量メモリ装置７の
最大の特徴は、超小型かつ大容量であることであること
から、マイクロムーバ駆動系８も（記録媒体の大きさに
応じて）小さく設計される。このため、マイクロムーバ
駆動系８には容積的な制限が生じ、したがって、駆動力
を大きくするには限界がある。また、高密度な大容量記
録を実現するためには、高精度な位置制御が要求され、
マイクロムーバ駆動系８は大型化せざるを得ない。
最大の特徴は、超小型かつ大容量であることであること
から、マイクロムーバ駆動系８も（記録媒体の大きさに
応じて）小さく設計される。このため、マイクロムーバ
駆動系８には容積的な制限が生じ、したがって、駆動力
を大きくするには限界がある。また、高密度な大容量記
録を実現するためには、高精度な位置制御が要求され、
マイクロムーバ駆動系８は大型化せざるを得ない。
【００１４】上記のような問題は、メモリ基板５１の面
積を狭くしすることで解決できるが、大容量メモリ装置
７の最大の特徴である超小型かつ大容量という特性を十
分に生かすことができないという問題が新たに生じる。
本発明の１つの目的は、表面が平坦な半導体基板の軽量
化を図る共に、該基板の曲げ剛性を高めることができる
半導体の層構造を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、メモリ基板の重量の増加を抑制しながら、
記録保持層（強誘電体薄膜層）の形成の際に生じる多層
の記録媒体の反りを減少させることにより、超小型かつ
大容量のメモリ装置の記録媒体を提供することにある。
積を狭くしすることで解決できるが、大容量メモリ装置
７の最大の特徴である超小型かつ大容量という特性を十
分に生かすことができないという問題が新たに生じる。
本発明の１つの目的は、表面が平坦な半導体基板の軽量
化を図る共に、該基板の曲げ剛性を高めることができる
半導体の層構造を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、メモリ基板の重量の増加を抑制しながら、
記録保持層（強誘電体薄膜層）の形成の際に生じる多層
の記録媒体の反りを減少させることにより、超小型かつ
大容量のメモリ装置の記録媒体を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体層構造
は、表面が平坦な半導体基板の裏面に、曲げ剛性を補強
するための梁構造が形成されてなることを特徴とする。
は、表面が平坦な半導体基板の裏面に、曲げ剛性を補強
するための梁構造が形成されてなることを特徴とする。
【００１６】本発明の記録媒体は、複数の微小プローブ
を備えた記録再生回路系基板に対向配置されて使用され
る大容量メモリ装置の記録媒体であって、メモリ基板の
表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板の裏面に曲げ
剛性を補強するための梁構造が形成されてなることを特
徴とする（以下、この発明を「第１の記録媒体」と言
う）。
を備えた記録再生回路系基板に対向配置されて使用され
る大容量メモリ装置の記録媒体であって、メモリ基板の
表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板の裏面に曲げ
剛性を補強するための梁構造が形成されてなることを特
徴とする（以下、この発明を「第１の記録媒体」と言
う）。
【００１７】また、本発明の記録媒体は、複数の微小プ
ローブを備えた記録再生回路系基板に対向配置されて使
用される大容量メモリ装置の記録媒体であって、メモリ
基板の表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板の裏面
に柱部材がそれぞれ突出形成された、複数の記録媒体要
素が、基礎部材上に前記柱部材により立設されてなるこ
とを特徴とする（以下、この発明を「第２の記録媒体」
と言う）。第１，第２の記録媒体の何れにおいても、メ
モリ基板の材料としてシリコン単結晶を用いることがで
きる。また、メモリ基板と記録保持層との間に導電性層
を形成することもできる。
ローブを備えた記録再生回路系基板に対向配置されて使
用される大容量メモリ装置の記録媒体であって、メモリ
基板の表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板の裏面
に柱部材がそれぞれ突出形成された、複数の記録媒体要
素が、基礎部材上に前記柱部材により立設されてなるこ
とを特徴とする（以下、この発明を「第２の記録媒体」
と言う）。第１，第２の記録媒体の何れにおいても、メ
モリ基板の材料としてシリコン単結晶を用いることがで
きる。また、メモリ基板と記録保持層との間に導電性層
を形成することもできる。
【００１８】
【作用】本発明の半導体の層構造は、単層であってもよ
いし、多層であってもよい。半導体基板を薄くしてもそ
の曲げ剛性は、その裏面の梁構造により補強される。ま
た、本発明の第１の記録媒体においては、メモリ基板の
裏面に形成された梁構造により、メモリ基板全体の重量
増加を抑制しながら、単位重量当たりの薄板の曲げ剛性
を高めている。これにより、メモリ基板の面積を小さく
することなく（すなわち、情報の記録量を犠牲にするこ
となく）、記録媒体の反りを防止、ないし低減し、プロ
ーブチップを記録保持層の表面に対して極めて接近した
一定の距離に保持し、あるいは記録再生用のプローブチ
ップを記録保持層の表面に一定圧力で接触させることが
できる。また、本発明の第２の記録媒体においては、記
録媒体を複数の記録媒体要素から構成した。これによ
り、該記録媒体要素の反りを防止、ないし低減すること
ができる。しかも本発明の第２の記録媒体においては、
各々の記録媒体要素は基礎部材上に柱部材により立設さ
れている。これにより、記録媒体全体の重量増加が抑制
される。
いし、多層であってもよい。半導体基板を薄くしてもそ
の曲げ剛性は、その裏面の梁構造により補強される。ま
た、本発明の第１の記録媒体においては、メモリ基板の
裏面に形成された梁構造により、メモリ基板全体の重量
増加を抑制しながら、単位重量当たりの薄板の曲げ剛性
を高めている。これにより、メモリ基板の面積を小さく
することなく（すなわち、情報の記録量を犠牲にするこ
となく）、記録媒体の反りを防止、ないし低減し、プロ
ーブチップを記録保持層の表面に対して極めて接近した
一定の距離に保持し、あるいは記録再生用のプローブチ
ップを記録保持層の表面に一定圧力で接触させることが
できる。また、本発明の第２の記録媒体においては、記
録媒体を複数の記録媒体要素から構成した。これによ
り、該記録媒体要素の反りを防止、ないし低減すること
ができる。しかも本発明の第２の記録媒体においては、
各々の記録媒体要素は基礎部材上に柱部材により立設さ
れている。これにより、記録媒体全体の重量増加が抑制
される。
【００１９】
【実施例】本発明の第１の記録媒体の一実施例を、図面
を参照しつつ説明する。図１（Ａ）および（Ｂ）は、そ
れぞれ本発明の第１の記録媒体の構成を示す断面図およ
び裏面側から見た平面図である。図１（Ａ）において、
メモリ基板１１の表面に導電層（下部電極層）１２が形
成され、さらにその上に、記録保持層１３が形成され
る。そしてこれらの積層体により記録媒体１が構成され
ている。メモリ基板１１はシリコン単結晶からなり、導
電層１２は単一あるいは複数の金属層からなり、また記
録保持層１３は強誘電体からなる。なお、導電層１２の
材料は、白金，窒化タンタル，酸化ルテニウム等から選
ぶことができる。
を参照しつつ説明する。図１（Ａ）および（Ｂ）は、そ
れぞれ本発明の第１の記録媒体の構成を示す断面図およ
び裏面側から見た平面図である。図１（Ａ）において、
メモリ基板１１の表面に導電層（下部電極層）１２が形
成され、さらにその上に、記録保持層１３が形成され
る。そしてこれらの積層体により記録媒体１が構成され
ている。メモリ基板１１はシリコン単結晶からなり、導
電層１２は単一あるいは複数の金属層からなり、また記
録保持層１３は強誘電体からなる。なお、導電層１２の
材料は、白金，窒化タンタル，酸化ルテニウム等から選
ぶことができる。
【００２０】メモリ基板１１の裏面には、図１（Ｂ）に
示すように、該面に垂直の壁状（あるいは、リブ状）の
梁１４が正方格子状に形成されている。この梁１４はメ
モリ基板１１、導電層１２、記録保持層１３の温度変化
による反りを解消ないし大幅に緩和する役割をなす。
示すように、該面に垂直の壁状（あるいは、リブ状）の
梁１４が正方格子状に形成されている。この梁１４はメ
モリ基板１１、導電層１２、記録保持層１３の温度変化
による反りを解消ないし大幅に緩和する役割をなす。
【００２１】このような構造は、図２に示すように、メ
モリ基板１１の基板材（図中、破線で示す）１１′の裏
面にフォトレジストにより作成されたエッチングマスク
３を形成し、反応性イオンエッチングにより形成するこ
とができる。本実施例では、壁状の梁１４の幅が２０μ
ｍ、高さが５０μｍであり、壁状の梁１４の格子間隔を
１００μｍ、メモリ基板１１のエッチングされた部分の
残った厚みを５０μｍとした。
モリ基板１１の基板材（図中、破線で示す）１１′の裏
面にフォトレジストにより作成されたエッチングマスク
３を形成し、反応性イオンエッチングにより形成するこ
とができる。本実施例では、壁状の梁１４の幅が２０μ
ｍ、高さが５０μｍであり、壁状の梁１４の格子間隔を
１００μｍ、メモリ基板１１のエッチングされた部分の
残った厚みを５０μｍとした。
【００２２】この場合の、メモリ基板１１の曲げ剛性
は、梁１４がない平坦な裏面を有する５０μｍの厚みの
メモリ基板の曲げ剛性の３．２倍となる。このときの、
メモリ基板１１の重量の増加は、梁１４がない前記メモ
リ基板の２０％増しとなる。梁構造のない平坦な構造の
ままで、メモリ基板の厚さを単純に増加させて、図１
（Ａ）に示したメモリ基板１１と同一の曲げ剛性を得よ
うとすると、梁１４がないメモリ基板の４７％もの重量
増しとなる。このような梁１４を形成することにより、
記録媒体１全体の重量増加を低レベルに抑えながら、記
録媒体１の曲げ剛性を高めることが可能となる。これに
より、軽量でかつ反りが解消ないし低減された記録媒体
１を提供することができる。
は、梁１４がない平坦な裏面を有する５０μｍの厚みの
メモリ基板の曲げ剛性の３．２倍となる。このときの、
メモリ基板１１の重量の増加は、梁１４がない前記メモ
リ基板の２０％増しとなる。梁構造のない平坦な構造の
ままで、メモリ基板の厚さを単純に増加させて、図１
（Ａ）に示したメモリ基板１１と同一の曲げ剛性を得よ
うとすると、梁１４がないメモリ基板の４７％もの重量
増しとなる。このような梁１４を形成することにより、
記録媒体１全体の重量増加を低レベルに抑えながら、記
録媒体１の曲げ剛性を高めることが可能となる。これに
より、軽量でかつ反りが解消ないし低減された記録媒体
１を提供することができる。
【００２３】また、図３は、メモリ基板１１の裏面にエ
ッチングマスク３を形成した後、ウェットエッチング処
理により梁１４′を形成した場合を示している。このよ
うなウェットエッチング処理による場合には、図２に示
した反応性イオンエッチングによる角形の梁１４とは異
なり、梁１４′は中間部が抉られた形状をなす。このよ
うな形状の梁１４′は、図２に示した梁１４と比較して
記録媒体１の曲げ剛性が高くなる。
ッチングマスク３を形成した後、ウェットエッチング処
理により梁１４′を形成した場合を示している。このよ
うなウェットエッチング処理による場合には、図２に示
した反応性イオンエッチングによる角形の梁１４とは異
なり、梁１４′は中間部が抉られた形状をなす。このよ
うな形状の梁１４′は、図２に示した梁１４と比較して
記録媒体１の曲げ剛性が高くなる。
【００２４】ウェットエッチングでは、オーバエッチン
グ等により断面形状の正確な制御がドライプロセスと比
較して多少困難である。ドライプロセスのようにエッチ
ング中にメモリ基板１１には熱的なダメージ等がないた
め、１００μｍ程度の極めて薄いウェーハからでもメモ
リ基板１１にストレスを加えることなく、十分に作成可
能である。このように、ウェットエッチングによれば、
メモリ基板１１にはストレスがなく、しかも図２に示し
た記録媒体１の場合と同様、梁１４により重量増加を低
レベルに抑えながら、曲げ剛性を高めた記録媒体１を提
供することができる。
グ等により断面形状の正確な制御がドライプロセスと比
較して多少困難である。ドライプロセスのようにエッチ
ング中にメモリ基板１１には熱的なダメージ等がないた
め、１００μｍ程度の極めて薄いウェーハからでもメモ
リ基板１１にストレスを加えることなく、十分に作成可
能である。このように、ウェットエッチングによれば、
メモリ基板１１にはストレスがなく、しかも図２に示し
た記録媒体１の場合と同様、梁１４により重量増加を低
レベルに抑えながら、曲げ剛性を高めた記録媒体１を提
供することができる。
【００２５】また、上記の本発明の第１の記録媒体の実
施例において、メモリ基板１１の表面に分割溝が形成さ
れていない場合を説明したが、もちろん図５（Ａ），
（Ｃ）に示したような分割溝を形成することもできる。
分割溝を合わせて設けることにより、反り防止の効果を
さらに高めることもできる。
施例において、メモリ基板１１の表面に分割溝が形成さ
れていない場合を説明したが、もちろん図５（Ａ），
（Ｃ）に示したような分割溝を形成することもできる。
分割溝を合わせて設けることにより、反り防止の効果を
さらに高めることもできる。
【００２６】さらに、本発明の第１の記録媒体の実施例
において、メモリ基板１１の曲げ剛性を高めるために、
格子状の梁１４を例として説明したが、梁１４の形状と
して格子状に限らず、ハニカム構造を採用することもで
きる。さらに、メモリ基板１１の裏面に断面円形、矩形
等の穴を所定間隔で穿設してもよい（この場合には、穴
が穿たれていない部分が梁１４となる）。また、格子や
上記ハニカムのピッチは、メモリ基板１１が反る方向等
により適宜変更することができる。たとえばメモリ基板
１１の中央部分はピッチを小さく、周縁部分はピッチを
大きく、あるいは逆にメモリ基板１１の中央部分はピッ
チを大きく、周縁部分はピッチを小さくすることができ
る。さらに、梁１４は必ずしもメモリ基板１１と同一の
材料で形成しなくてもよい。
において、メモリ基板１１の曲げ剛性を高めるために、
格子状の梁１４を例として説明したが、梁１４の形状と
して格子状に限らず、ハニカム構造を採用することもで
きる。さらに、メモリ基板１１の裏面に断面円形、矩形
等の穴を所定間隔で穿設してもよい（この場合には、穴
が穿たれていない部分が梁１４となる）。また、格子や
上記ハニカムのピッチは、メモリ基板１１が反る方向等
により適宜変更することができる。たとえばメモリ基板
１１の中央部分はピッチを小さく、周縁部分はピッチを
大きく、あるいは逆にメモリ基板１１の中央部分はピッ
チを大きく、周縁部分はピッチを小さくすることができ
る。さらに、梁１４は必ずしもメモリ基板１１と同一の
材料で形成しなくてもよい。
【００２７】図４は、本発明の第２の記録媒体の一実施
例を示す断面図である。図４において、メモリ基板１１
の表面に導電層１２が形成され、さらにその上に記録保
持層１３が形成され、メモリ基板１１の裏面に柱部材２
１がそれぞれ突出形成されて記録媒体要素１′が構成さ
れる。記録媒体要素１′は、基礎部材２２上に、柱部材
２１により立設されてなる。
例を示す断面図である。図４において、メモリ基板１１
の表面に導電層１２が形成され、さらにその上に記録保
持層１３が形成され、メモリ基板１１の裏面に柱部材２
１がそれぞれ突出形成されて記録媒体要素１′が構成さ
れる。記録媒体要素１′は、基礎部材２２上に、柱部材
２１により立設されてなる。
【００２８】図１（Ａ）と同様、メモリ基板１１はシリ
コン単結晶からなり、導電層１２は単一あるいは複数の
金属層からなり、記録保持層１３は強誘電体薄膜からな
る。本実施例のメモリ基板１１の構造は、図１〜図３に
おいて示した構造のメモリ３と比べて複雑であるが、今
日の飛躍的に発展したシリコン技術、とりわけシリコン
マイクロマシーニング技術を用いれば作成できる。
コン単結晶からなり、導電層１２は単一あるいは複数の
金属層からなり、記録保持層１３は強誘電体薄膜からな
る。本実施例のメモリ基板１１の構造は、図１〜図３に
おいて示した構造のメモリ３と比べて複雑であるが、今
日の飛躍的に発展したシリコン技術、とりわけシリコン
マイクロマシーニング技術を用いれば作成できる。
【００２９】本実施例では、多数のタイル片に分割され
たメモリ基板１１はシリコン単結晶からなる１０μｍ厚
さ、５０μｍ幅のメモリ基板１１上に導電層１２を形成
し、６００℃程度の温度にて、記録保持層１３としてＰ
ＺＴと５００Å程度形成したとしても、その反り量は
０．１μｍ以下の極めて小さい値に抑えることができ
る。しかも、全てのメモリ基板１１を立設固定している
基礎部材２２は記録保持層１３を形成する際の線膨張係
数の差による反りの影響から完全に分離される。したが
って、基礎部材２２は数十μｍ程度まで薄くすること
で、軽量でかつ反りを生じない記録媒体１′を提供する
ことができる。
たメモリ基板１１はシリコン単結晶からなる１０μｍ厚
さ、５０μｍ幅のメモリ基板１１上に導電層１２を形成
し、６００℃程度の温度にて、記録保持層１３としてＰ
ＺＴと５００Å程度形成したとしても、その反り量は
０．１μｍ以下の極めて小さい値に抑えることができ
る。しかも、全てのメモリ基板１１を立設固定している
基礎部材２２は記録保持層１３を形成する際の線膨張係
数の差による反りの影響から完全に分離される。したが
って、基礎部材２２は数十μｍ程度まで薄くすること
で、軽量でかつ反りを生じない記録媒体１′を提供する
ことができる。
【００３０】なお、本発明の第２の記録媒体の上記実施
例において、記録保持層１３として強誘電体膜を使用し
た場合を説明したが、その他の材料、たとえば磁性材
料，高分子材料，合金材料，半導体材料，絶縁材料等、
電気的，磁気的，結晶学的，光学的等、何らかの物理状
態の変化により情報が記録できるものであれば、本発明
により同様の優れた効果を奏することができることは言
うまでもない。
例において、記録保持層１３として強誘電体膜を使用し
た場合を説明したが、その他の材料、たとえば磁性材
料，高分子材料，合金材料，半導体材料，絶縁材料等、
電気的，磁気的，結晶学的，光学的等、何らかの物理状
態の変化により情報が記録できるものであれば、本発明
により同様の優れた効果を奏することができることは言
うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので、
以下のような効果を奏することができる。 （１）本発明の層構造によれば、軽量で曲げ剛性が高
く、しかも平坦な平面を有する、多層あるいは単層の半
導体層構造を提供できる。したがって、メモリ装置の記
録媒体あるいは表面層観測用の被試験対象体の層構造へ
の適用等、その半導体技術分野における応用に優れてい
る。 （２）本発明の第１の記録媒体によれば、メモリ基板の
曲げ剛性を重量増加を抑えながら高めることができる。
したがって、軽量でかつ反りが解消ないし殆ど生じない
大容量の記録媒体を提供することができる。 （３）本発明の第２の記録媒体によれば、各記録媒体要
素が分割され、その裏面に形成された柱部材により基礎
部材上に立設しており、各記メモリ媒体の反りは十分小
さい範囲に抑えられる。また、メモリ基板を支持する基
板を薄くしても、メモリ基板と記録保持層との熱膨張係
数の違いによる反りの影響を受けることがなくなる。し
がたって、軽量でかつ反りが解消ないし殆ど生じない大
容量の記録媒体を提供することができる。
以下のような効果を奏することができる。 （１）本発明の層構造によれば、軽量で曲げ剛性が高
く、しかも平坦な平面を有する、多層あるいは単層の半
導体層構造を提供できる。したがって、メモリ装置の記
録媒体あるいは表面層観測用の被試験対象体の層構造へ
の適用等、その半導体技術分野における応用に優れてい
る。 （２）本発明の第１の記録媒体によれば、メモリ基板の
曲げ剛性を重量増加を抑えながら高めることができる。
したがって、軽量でかつ反りが解消ないし殆ど生じない
大容量の記録媒体を提供することができる。 （３）本発明の第２の記録媒体によれば、各記録媒体要
素が分割され、その裏面に形成された柱部材により基礎
部材上に立設しており、各記メモリ媒体の反りは十分小
さい範囲に抑えられる。また、メモリ基板を支持する基
板を薄くしても、メモリ基板と記録保持層との熱膨張係
数の違いによる反りの影響を受けることがなくなる。し
がたって、軽量でかつ反りが解消ないし殆ど生じない大
容量の記録媒体を提供することができる。
【図１】本発明の第１の記録媒体の一実施例を示す説明
図であり、（Ａ）は記録媒体の断面図を（Ｂ）は同じく
平面図である。
図であり、（Ａ）は記録媒体の断面図を（Ｂ）は同じく
平面図である。
【図２】本発明の第１の記録媒体におけるメモリ基板の
裏面の梁構造をドライプロセスにより形成する場合の説
明図である。
裏面の梁構造をドライプロセスにより形成する場合の説
明図である。
【図３】本発明の第１の記録媒体におけるメモリ基板の
裏面の梁構造をウエットプロセスにより形成する場合の
説明図である。
裏面の梁構造をウエットプロセスにより形成する場合の
説明図である。
【図４】本発明の第２の記録媒体におけるメモリ基板の
一実施例を示す説明図である。
一実施例を示す説明図である。
【図５】従来技術を説明するための図であり、（Ａ）は
従来の記録媒体を示す図、（Ｂ）は記録再生回路系基板
を示す図、（Ｃ）はこれらを組み合わせた状態での大容
量メモリの構成を示す図である。
従来の記録媒体を示す図、（Ｂ）は記録再生回路系基板
を示す図、（Ｃ）はこれらを組み合わせた状態での大容
量メモリの構成を示す図である。
１，１′ 記録媒体 １１ メモリ基板 １２ 導電層 １３ 記録保持層 １４，１４′梁 ２１ 柱状部材 ２２ 基礎部材 ３ エッチングマスク
Claims (5)
- 【請求項１】 表面が平坦な半導体基板の裏面に、曲げ
剛性を補強するための梁構造が形成されてなることを特
徴とする半導体層構造。 - 【請求項２】 複数の微小プローブを備えた記録再生回
路系基板に対向配置されて使用される大容量メモリ装置
の記録媒体であって、 メモリ基板の表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板
の裏面に曲げ剛性を補強するための梁構造が形成されて
なることを特徴とする前記記録媒体。 - 【請求項３】 前記メモリ基板の材料としてシリコン単
結晶を用い、前記メモリ基板と記録保持層との間に導電
層を有してなることを特徴とする請求項２に記載の記録
媒体。 - 【請求項４】 複数の微小プローブを備えた記録再生回
路系基板に対向配置されて使用される大容量メモリ装置
の記録媒体であって、 メモリ基板の表面に記録保持層を有し、前記メモリ基板
の裏面に柱部材がそれぞれ突出形成された、複数の記録
媒体要素が、基礎部材上に前記柱部材により立設されて
なることを特徴とする前記記録媒体。 - 【請求項５】 前記メモリ基板の材料としてシリコン単
結晶を用い、前記メモリ基板と記録保持層との間に導電
層を有してなることを特徴とする請求項４に記載の大容
量記録媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04340195A JP3935976B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 半導体層構造および大容量メモリ装置の記録媒体 |
| EP96300794A EP0726567A3 (en) | 1995-02-08 | 1996-02-06 | Structure with semiconductor layer as recording medium |
| US08/598,299 US5851902A (en) | 1995-02-08 | 1996-02-08 | Semiconductor layer structure and recording medium for a large capacity memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04340195A JP3935976B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 半導体層構造および大容量メモリ装置の記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241835A true JPH08241835A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3935976B2 JP3935976B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=12662758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04340195A Expired - Fee Related JP3935976B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 半導体層構造および大容量メモリ装置の記録媒体 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5851902A (ja) |
| EP (1) | EP0726567A3 (ja) |
| JP (1) | JP3935976B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006502523A (ja) * | 2002-10-03 | 2006-01-19 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | ダイヤフラム型支持体を有するデータ記録装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US7260051B1 (en) | 1998-12-18 | 2007-08-21 | Nanochip, Inc. | Molecular memory medium and molecular memory integrated circuit |
| US6522566B2 (en) * | 2000-12-01 | 2003-02-18 | Hewlett-Packard Company | System modules with atomic resolution storage memory |
| US7233517B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-06-19 | Nanochip, Inc. | Atomic probes and media for high density data storage |
| JP2005122678A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Toshiba Corp | 携帯可能電子装置 |
| US6967149B2 (en) * | 2003-11-20 | 2005-11-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Storage structure with cleaved layer |
| US7244663B2 (en) | 2004-08-31 | 2007-07-17 | Micron Technology, Inc. | Wafer reinforcement structure and methods of fabrication |
| US7626846B2 (en) | 2007-07-16 | 2009-12-01 | Nanochip, Inc. | Method and media for improving ferroelectric domain stability in an information storage device |
| JP2009295696A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Sumco Corp | シリコンウェーハ |
| US20100068509A1 (en) * | 2008-09-17 | 2010-03-18 | Nanochip, Inc. | Media having improved surface smoothness and methods for making the same |
| US20100085863A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Nanochip, Inc. | Retuning of ferroelectric media built-in-bias |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3037205A (en) * | 1956-10-09 | 1962-05-29 | Ibm | Magnetic record disc with gassupported transducer |
| US3646533A (en) * | 1969-04-08 | 1972-02-29 | Burroughs Corp | Rotary disk assembly having low-density core for information storage system |
| GB2082836A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-10 | Philips Electronic Associated | Corrugated semiconductor devices |
| US4394529A (en) * | 1981-08-05 | 1983-07-19 | Rca Corporation | Solar cell array with lightweight support structure |
| JPH0754914B2 (ja) * | 1984-03-05 | 1995-06-07 | 三菱電機株式会社 | ２進データの符号化方式 |
| JPS6246413A (ja) * | 1985-08-24 | 1987-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜ヘツドの製造方法 |
| JPS63268087A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-04 | Hitachi Ltd | 記憶媒体 |
| JPH0298896A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Olympus Optical Co Ltd | 記憶装置 |
| US5216631A (en) * | 1990-11-02 | 1993-06-01 | Sliwa Jr John W | Microvibratory memory device |
| JP3109861B2 (ja) * | 1991-06-12 | 2000-11-20 | キヤノン株式会社 | 情報の記録及び／又は再生装置 |
| EP0636271B1 (en) * | 1992-04-13 | 1999-11-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Multilayer electrodes for ferroelectric devices |
| JPH06333276A (ja) * | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Canon Inc | 記録媒体及びその製造方法、及び該記録媒体を用いた情報処理装置 |
-
1995
- 1995-02-08 JP JP04340195A patent/JP3935976B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-06 EP EP96300794A patent/EP0726567A3/en not_active Withdrawn
- 1996-02-08 US US08/598,299 patent/US5851902A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006502523A (ja) * | 2002-10-03 | 2006-01-19 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | ダイヤフラム型支持体を有するデータ記録装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5851902A (en) | 1998-12-22 |
| EP0726567A3 (en) | 1996-11-13 |
| EP0726567A2 (en) | 1996-08-14 |
| JP3935976B2 (ja) | 2007-06-27 |
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