DE3539196A1 - Verfahren zur aufzeichnung von informationen - Google Patents
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Description
Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen mit hoher Aufzeichnungsdichte.
Bekannte herkömmliche und derzeit praktisch verwendete Aufzeichnungsmedien schließen Magnetkerne, magnetische
Blasen, Halbleiterplattenspeicher, Tonbänder, Kompaktplatten, Aufnahmefilme, Videoplatten, Videobänder,
Floppydisk und ähnliches ein.
Mit den in jüngster Zeit immer stärker geforderten höheren Informationsaufzeichnungsdichten hat man sich
bemüht, optische Platten für die praktische Anwendung
zu entwickeln, die Kalcogenitmaterialien oder dergl.
verwenden, die im Gebiet der magnetischen Aufzeichnung
unter Verwendung eines magnetischen Metallfilmmediums eine horizontale oder vertikale magnetische
Aufzeichnung ermöglichen, oder es werden optomag-netische Platten eingesetzt. Diese Aufzeichnungsträger
haben die entsprechenden Eigenschaften, aber schaffen höchstens eine Aufzeichnungsdichte von 10 bit/mm .
Es war daher wünschenswert, eine Technik zu entwickeln, mit der Informationen mit ultrahoher Dichte aufgezeichnet
werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen anzugeben, mit dem eine Au
erreichbar ist.
erreichbar ist.
Q Q
mit dem eine Aufzeichnungsdichte von 10 bis 10 bit/mm
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verfahren zur
Aufzeichnung von Informationen vor, bei welchem eine Substratfläche mit Strahlung bestrahlt wird, die entsprechend
der aufgezeichneten Informationen moduliert ist und bei dem danach auf der Substratoberfläche ein
bestimmtes Material so abgelagert wird, daß Flächen ohne Ablagerung und Flächen mit Ablagerung entsprechend
den bestrahlten Flächen bzw. den nicht bestrahlten Flächen gebildet werden.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
15
15
Die Figuren 1a und 1b erläutern in einer schematischen Darstellung das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun unter Bezug auf Figur 1 beschrieben. In Figur 1a wird ein Eingangssignal
1, das die aufzuzeichnende Information wiedergibt, an einen Strahlungsgenerator 3 mittels des Modulators
2 gegeben. Die entsprechend dem aufzuzeichnenden Signal 1
modulierte Strahlung 4 wird auf die Oberfläche eines Substrates 6 gerichtet. Dieses Substrat wird in Richtung
eines Pfeiles 5 bewegt und bildet somit einen bestrahlten Bereich 7 und einen nicht bestrahlten Bereich
8. Das Substrat wird dann einer Ablagerungs- bzw. Niederschlagsbehandlung
unterzogen, wobei in den bestrahlten Bereichen 7 keine Ablagerung erfolgt. In anderen
Worten ausgedrückt, wird das aufzuzeichnende Informationssignal als Raster aufgezeichnet, welches aus überzogenen,
mit einem Niederschlag versehenen Bereichen und nicht überzogenen Bereichen auf der Substratoberfläche besteht. Um
eine klare Unterscheidung zwischen den überzogenen Bereichen und den nicht überzogenen Bereichen möglich zu
machen und damit das Signal-Untergrundverhältnis
* m * is ■* *
zu verbessern, kann das Substrat nach der Erzeugung der Ablagerungen aufgeheizt werden, wenn dies nötig
ist.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbare Strahlung schließt oL -Strahlen, β -Strahlen,
γ -Strahlen, Elektronenstrahlen, Laserstrahlen, Röntgenstrahlen,
Ionenstrahlen, Neutronenstrahlen und Protonenstrahlen ein. Von diesen Strahlungen werden insbesondere
Elektronenstrahlen bevorzugt.
Das Substrat, welches im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, kann aus Halbleitern
wie Silizium, Germanium, Galliumarsenid usw. gewählt werden, aus Metallen wie Ku, Al, Fe, Ni, Co, Au, Sn, Pb,
Mo, W, V
und ähnliches sowie aus Verbindungen dieser Metalle. Auch können anorganische Materialien, wie Glimmer, Kohle,
Keramikmaterialien und ähnliches und organische Materialien wie z.B. Polymere und ähnliches verwendet werden.
Das Auslesen der aufgezeichneten Information kann bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren auf verschiedene bekannte
Art und Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren zur Wiedergabe der Information
verwendet werden, bei dem die Druckdifferenz aufgrund
der geometrischen Form oder der Härte zwischen mit Niederschlag versehenen Bereichen und nicht mit Niederschlag
versehenen Bereichen mit Hilfe einem elektrischen Druckwandler
erfaßt wird, wie dies in der noch ungeprüften, veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 5402/73 beschrieben
ist. Ein weiteres Verfahren zur Wiedergabe der Information besteht darin, daß man die kapazitiven Veränderungen
zwischen mit Ablagerungen versehenen Bereichen und den ohne Ablagerungen gebildeten Bereichen erfaßt,
wie das in den japanischen Patentanmeldungen (noch ungeprüft) Nr. 37415/72, 18319/74, 21337/74 und 28303/74
BAD ORfOINAL
beschrieben ist. Ein weiteres Verfahren zum optischen Nachweisen geometrischer Unebenheiten, wie sie zwischen
den mit Niederschlag versehenen Bereichen und den ohne einen solchen Niederschlag belassenen Bereichen auftreten,
ist in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 65845/74,-85725/74, 93002/74 und 35308/76 beschrieben.
Ähnliche Methoden sind ebenfalls anwendbar. Der Nachweis der geometrischen Unebenheiten, wie er zwischen den
mit Niederschlag versehenen Bereichen und den nicht mit Niederschlag versehenen Bereichen auftritt, kann auch
mit einem Verfahren erfaßt werden, wie es in Surface Science, 131, S. 379 bis 384 (193)
beschrieben ist.
In den Fällen, in denen eine ausreichende Auflöseleistung
im Ausgabesignal mit den oben beschriebenen Ausleseverfahren aufgrund der sehr dicht gepackten
mit Niederschlag versehenen und nicht mit Niederschlag versehenen Bereichen nicht erhalten werden kann, können
zur Wiedergabe Verfahren verwendet werden, bei denen mit Elektronenstrahl gearbeitet wird. Diese Verfahren
schließen Ausleseverfahren ein, die den Unterschied in der Anzahl emittierter Sekundärelektronen
zwischen den Niederschlagbereichen und den Nichtniederschlagbereichen verwendet oder die Modulationen
von Sekundärelektronen auswerten, wie das in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 20628/70 und 32414/82
und der japanischen Anmeldungen Nr. 114109/76 und 133012/76 beschrieben ist. Auch können Ausleseverfahren angewendet
werden, die die Differenz in der Anzahl der reflektierten Elektronen, der Auger-Elektronen oder Röntgenstrahlen, die
bei Elektronenstrahlung emittiert werden, auswerten, angewandt werden. Außerdem können Ausleseverfahren wie in
der US-PS 4101935 oder in IEEE Trans. Magnetics, MAG-7(3), 684-686 (1971)
beschrieben, verwendet werden. Desweiteren ist es möglich, ein Wiedergabeverfahren für die Information zu
verwenden, bei dem der Unterschied in der Intensität der
Magnetisierung zwischen den magnetisch beschichteten Bereichen und den nicht beschichteten Bereichen mit
Hilfe eines magnetischen Wandlers erfaßt werden.
Das Material, das auf dem Träger abgeschieden wird, kann je nachdem für die Aufzeichnung der Information
entsprechend der Erfindung verwendeten Verfahren gewählt werden. Beispielsweise kann dann, wenn das Auslesen
der Information unter Auswertung der Differenz der Sekundärelektronenemissionsintensität angewandt
wird, ein Material verwendet werden, welches eine>ivon
dem Substrat unterschiedliche Sekundärelektronenemissionseffizienten aufweist, beispielsweise ein Kohlenstoffmaterial
für ein Metallsubstrat. Wenn magnetische Materialien, wie FE1 CO1 NI usw. zur Bildung der Niederschläge
verwendet werden, kann die Information auf dem Träger dadurch ausgelesen werden, daß man einen Leckagefluß
an den Grenzen zwischen Niederschlagbereichen und Nichtniederschlagbereichen erfaßt. Wenn das Auslesen
der Information unter Auswertung der geometrischen Unterschiede zwischen Niederschlagsbereichen und Nichtniederschlagsbereichen
herangezogen wird, ist man in dem abzulagernden Material nicht speziell eingeengt. In
Fällen, in denen Kapazitive Veränderungen zwischen den Niederschlagsbereichen und den Nichtniederschlagsbereichen
erfaßt werden, werden bevorzugt elektrischleitende Materialien als Träger verwendet. Bei optischen
Ausleseverfahren werden bevorzugt AG und AL als abzulagerndes Material verwendet, weil diese Materialien
stark reflektieren.
Die Zusammenhänge, die dazu führen, daß Ablagerungen nicht in den Bereichen stattfinden, die bestrahlt worden
sind, sind nicht klar, aber es wird angenommen, daß die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen usw. die Trägeroberfläche
an den bestrahlten Bereichen für die Ausbildung eines Niederschlags ungeeignet bzw. unstabil
machen. Insbesondere wenn Elektronenstrahlen verwendet
werden läßt sich ein klarer Unterschied zwischen Niederschlagsbereichen
und Nichtniederschlagsbereichen sicherstellen, wenn ein Öl in der Vakuumpumpe, die zum Aufrechterhalten
des Vakuums für das Substrat verwendet wird, vorhanden ist. Bevorzugte Öle, die als Vakuumpumpenöle
verwendet werden können, sind Kohlenwasserstoffe, wie Alkyl naphthalene, beispielsweise Eicosylnaphthalene
oder dergl; auch werden Siliziumöle wie Phenylmethyl-Polysiloxane, Pentaphenyltrimethyl Trisiloxane oder dergl.
verwendet. Desweiteren können Esteröle wie zuB.
Di-2-Ethylhexyl Sebacinsäure Ester, Di-2-Ethylhexyl Phthalsäure Ester oder dergl. verwendet werden.
Zusätzlich zur Verwendung der genannten öle für die Vakuumpumpe
hat es sich auch als geeignet herausgestellt, die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen in einer Vakuumatmosphäre
durchzuführen, die Spurenbeträge von organischen Gasen, beispielsweise Styrol enthält.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, unter Verwendung von Strahlung wie z.B. Elektronenstrahlen
Information mit extrem hoher Dichte aufzuzeichnen. So kann beispielsweise dann, wenn ein Elektronenstrahl verwendet
wird, der Strahldurchmesser auf etwa 100 Angström verdichtet werden, so daß eine Aufzeichnung hoher Dichte
mit einer Bereichsdic!
erreicht werden kann.
erreicht werden kann.
8 9 2 mit einer Bereichsdichte von etwa 10 bis 10 bit/mm
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter in Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben. Die Erfindung
ist natürlich nicht auf diese Beispiele beschränkt .
Beispiel 1
Beispiel 1
Bei diesem Beispiel wurde ein 50 Mikrometer dicker Polyterephthalatfilm als Träger verwendet, auf dem
ein Kupferfilm in einer Dicke von 1500 S gleichförmig abgeschieden war. Mit Hilfe von elektrischen Binärsignalen
(0,1) wurde ein Elektronenstrahl im Sinne einer
"Ein" oder "Aus"-Schaltung moduliert. Das Vakuum für
die Aufzeichnung mit dem Elektronenstrahl wurde mit Hilfe einer Cryopumpe erzeugt. Die elektrischen Signale
wurden auf den Träger mit Hilfe einer Beschleunisungsspannung von 25 KV, einem Strom von 50 pA mit einem
Strahldurchmesser von 50 Ä erzeugt. Danach wurde Kupfer auf dem Substrat in einer Dicke von 80 8
abgeschieden und das Substrat auf 100° erhitzt. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde überprüft,
indem ein Abspielverfahren verwendet wurde, welches in der jap. Patentanmeldung Nr. 133012/76 beschrieben
ist. Es hat sich herausgestellt, daß entsprechend den Eingangssignalen mit einer maximalen Aufzeichnungs·
dichte von 10 b:
zeichnet wurden.
dichte von 105 bit/mm (2,54 x 10 bit/inch) aufge-
In dem zweiten Beispiel wurde eine hochglanzpolierte Aluminiumplatte als Träger bzw. Substrat verwendet.
Wiederum wurden die binärkodierten (0,1) elektrischen
Signale in "Ein" bzw. "Aus"-Signale des Elektronenstrahls umgewandelt. Das Vakuum für die Aufzeichnung
wurde mit Hilfe einer Diffusionspumpe erzeugt, wobei als Pumpöl Phenylmethylpolysiloxan eingesetzt wurde.
Die elektrischen Signale wurden auf den Träger mit einer Beschleunigungsspannung von 30 KV, einer Strahlstromstärke
von 100 pA und einem Strahldurchmesser von 100 8 aufgezeichnet. Danach wurde Gold mit einer
Stärke von 250 S auf dem Substrat abgeschieden, welches dann anschließend auf 18O° C aufgeheizt wurde.
Die aufgezeichneten Informationen wurden in derselben Art und Weise wie beim ersten Beispiel ausgelesen,
wobei Signale entsprechend den Eingangssignalen mit einer Spurbreite von 100 2 erhalten wurden. Dabei
hat sich eine maximale Aufzeichnungsdichte von 10 bit/mm herausgestellt (2,54 x 10 bit/inch), was
Q ρ
einer Flächend i <?hte von 10 bit/mm entspricht.
BAD
% /to
Beim dritten Ausführungsbeispiel wurde eine hochglanzpolierte und gereinigte Glasplatte als Substrat
verwendet. Die wiederum binärkodierten elektrischen Signale wurden in "Ein"- und "Aus"-Signale des Elektronenstrahls
moduliert. Das Vakuum für die Aufzeichnung wurde mit Hilfe einer Diffusionspumpe erzeugt,
wobei Eicosylnaphthalen als Pumpenöl eingesetzt wurde. Die elektrischen Signale wurden auf dem
Träger mit einer Beschleunigungsspannung von 50 KV,
einem Strahlstrom von 15 pA und einem Strahldurchmeser von 100 Ä aufgezeichnet. Danach wurde Aluminium auf dem Substrat mit einer Dicke von 150 8 abgeschieden. Das Abspielen der aufgezeichneten Information
einem Strahlstrom von 15 pA und einem Strahldurchmeser von 100 Ä aufgezeichnet. Danach wurde Aluminium auf dem Substrat mit einer Dicke von 150 8 abgeschieden. Das Abspielen der aufgezeichneten Information
wurde wiederum wie im Beispiel 1 ausgeführt. Die eingegebenen Signale wurden auf einer Spurbreite von
100 2 aufgezeichnet. Die maximale Aufzeichnungsdichte
100 2 aufgezeichnet. Die maximale Aufzeichnungsdichte
Q ρ
betrug 10 bit/mm .
Beim vierten Beispiel wurde eine hochglanzpolierte,
rostfreie Stahlfolie als Träger verwendet. Die binärkodierten elektrischen Signale wurden wiederum zur
Modulation des Elektronenstrahls in "Ein"- und "Aus"-Signale herangezogen. Das Vakuum für die Aufzeichnung wurde unter Verwendung einer Cyropumpe erzeugt, wobei Styrolgas in das Vakuumsystem eingeleitet wurde.
Die elektrischen Signale wurden auf den Träger mit
einer Beschleunigungsspannung von 20 KV, einer Stromstärke von 200 pA und einem Strahldurchmesser von
rostfreie Stahlfolie als Träger verwendet. Die binärkodierten elektrischen Signale wurden wiederum zur
Modulation des Elektronenstrahls in "Ein"- und "Aus"-Signale herangezogen. Das Vakuum für die Aufzeichnung wurde unter Verwendung einer Cyropumpe erzeugt, wobei Styrolgas in das Vakuumsystem eingeleitet wurde.
Die elektrischen Signale wurden auf den Träger mit
einer Beschleunigungsspannung von 20 KV, einer Stromstärke von 200 pA und einem Strahldurchmesser von
270 8 aufgezeichnet. Danach wurde Permalloy auf der
Substratoberfläche in einer Dicke von 100 Ä abgeschieden. Das Substrat wurde dann auf 250° C erwärmt. Das Substrat wurde dann in ein Gleichstrommagnetfeld gehalten, um das Permalloy auf dem Substrat zu magnetisieren. Beim Auslesen der so aufgezeichneten Information wurde ein Gerät verwendet, wie es in der jap. Patentanmeldungi14109/76 beschrieben ist. Es hat sich
Substratoberfläche in einer Dicke von 100 Ä abgeschieden. Das Substrat wurde dann auf 250° C erwärmt. Das Substrat wurde dann in ein Gleichstrommagnetfeld gehalten, um das Permalloy auf dem Substrat zu magnetisieren. Beim Auslesen der so aufgezeichneten Information wurde ein Gerät verwendet, wie es in der jap. Patentanmeldungi14109/76 beschrieben ist. Es hat sich
353919G
dabei herausgestellt, daß die binärkodierten Signale, die den Eingangssignalen entsprechen, mit einer Spurbreite
von 100 8 aufgezeichnet worden sind.
Beim fünften Ausführungsbeispiel wurde das Aufzeichnungsmedium in derselben Art und Weise wie beim Beispiel
4 erhalten, es wurde jedoch ein Argonionenstrahl mit einem Strahldurchmesser von 2 ,um anstelle eines Elektronenstrahls
verwendet. Beim Auslesen der aufgezeichneten Signale mit Hilfe eines magnetischen Wandlers
hat sich herausgestellt, daß Signale aufgezeichnet worden sind, die den eingegebenen Signalen entsprachen.
Wie zuvor beschieben, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Substrat mit Strahlung bestrahlt, die
entsprechend einer aufzuzeichnenden Information moduliert worden ist, und es wird danach eine Ablagerung
auf dem Substrat vorgenommen, so daß mit einem Niederschlag versehene Bereiche und Nichtniederschlagsberexche
gemäß einem neuen Verfahren entstehen, welches sich von allen herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren unterscheidet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Informationen mit sehr hoher Dichte aufzuzeichnen.
Die Erfindung wurde zwar detailliert und unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben, es
ist aber klar, daß verschiedene, hier nicht beschriebene Abänderungen und Modifikationen vorgenommen werden
können, ohne deshalb den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.
BAD ORIGINAL
Al
- Leerseite -
Claims (4)
1. Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen auf
der Oberfläche eines Substrates, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratoberfläche
mit Strahlung bestrahlt wird, die entsprechend der aufzuzeichnenden Information moduliert ist und daß
die Substratoberfläche einer Ablag/srungsbehandlung
unterzogen wird, so daß mit Ablagerungen versehene Bereiche und nicht mit Ablagerungen versehene Bereiche
entsprechend den nicht bestrahlten Bereichen bzw. den bestrahlten Bereichen entstehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen weiteren Schritt, bei dem das Substrat nach der Erzeugung der Ablagerungen auf
der Substratoberfläche erwärmt wird.
3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung Elektronenstrahlen
umfaßt.
BAD ORDINAL
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen
in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt wird, die Spurenbeträge eines organischen Gases enthält.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232791A JPS61110351A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 情報記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3539196A1 true DE3539196A1 (de) | 1986-05-07 |
| DE3539196C2 DE3539196C2 (de) | 1996-05-15 |
Family
ID=16944806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE3539196A Expired - Lifetime DE3539196C2 (de) | 1984-11-05 | 1985-11-05 | Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS61110351A (de) |
| DE (1) | DE3539196C2 (de) |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
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