JP2000036126A

JP2000036126A - 近接場光ストレージ装置および近接場光ストレージ方法

Info

Publication number: JP2000036126A
Application number: JP10218578A
Authority: JP
Inventors: Akira Kuroda; 亮黒田; Yasuhiro Shimada; 康弘島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】単純な構成の光ヘッドによりプロセスが単純
で、歩留まりの向上、コストの低減化、およびヘッドサ
イズの小型化が図れて機械特性の向上により光ヘッドの
シーク速度やデータ転送レートを高速化でき、マルチ化
が容易な近接場光ストレージ装置および近接場光ストレ
ージ方法を提供する。【解決手段】記録媒体と、該記録媒体に対向して近接配
置された微小開口を備え、該開口に対して該記録媒体を
該記録媒体表面の面内方向に相対的に２次元走査し、第
１の光源からの光によって該開口に対して一方から光を
照射し、他方からエバネッセント光を滲み出させ、該エ
バネッセント光で該記録媒体に記録を行い、または該エ
バネッセント光に対して生じる該記録媒体からの光を検
出して記録の再生をする近接場光ストレージ装置または
近接場光ストレージ方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の情報を記
録・再生するストレージ装置および近接場光ストレージ
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パソコン、インターネット通信網、デジ
タルカメラ・ビデオ、携帯情報端末機器の発達とともに
ますます高度化されるマルチメディア情報化社会におい
て、小型かつ大容量の情報ストレージ装置が必要とされ
ている。中でも、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等に代表
される光ストレージ装置は、上記の要求に応えるものと
して、現在中心的な役割を担っており、さらなる大容量
化のための開発が進められている。一般に、ストレージ
装置をより小型化すなわち高密度化、かつ大容量化する
ためには、最小記録単位（記録ピット）の大きさを小さ
くすることが重要である。ところが、上記光ストレージ
装置における記録ピットサイズは、用いる光の波長とそ
の光を絞るためのレンズの開口サイズ（ＮＡ）で決まっ
てしまう。

【０００３】光波長の短波長化に関しては、現在青色レ
ーザーの開発が進められており、これが実現されれば、
現在に比べ数倍の容量増大が見込まれる。しかしなが
ら、それ以上の短い波長のレーザーに関してはまだ研究
段階であり、製品レベルの実用化にはまだ時間がかかる
ものと推測されている。また、ＮＡの増大化に関して
も、現在の光ヘッドの構成でほぼ限界に達しており、こ
れ以上の高ＮＡ化は難しいものと考えられている。近
年、ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）やＡＦＭ（原子間
力顕微鏡）に代表されるＳＰＭ（走査型プローブ顕微
鏡）技術の進展により、先端を尖らせたプローブを試料
に対して１００ｎｍ以下の距離まで近づけることによ
り、顕微鏡としての分解能を飛躍的に向上させることが
可能となり、原子や分子サイズのものを観察できるよう
になった。

【０００４】光に関してもＳＰＭのファミリーとして、
尖鋭なプローブ先端の微小開口からしみ出すエバネッセ
ント光を利用して試料表面状態を調べる走査型近接場光
学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）［Ｄｕｒｉｇ他，Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．５９，ｐ．３３１８（１
９８６）］や、試料裏面からプリズムを介して全反射の
条件で光を入射させ、試料表面へしみ出すエバネッセン
ト光を試料表面から光プローブで検出して試料表面を調
べるフォトンＳＴＭ（以下ＰＳＴＭと略す）［Ｒｅｄｄ
ｉｃｋ他，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂｖｏｌ．３９，
ｐ．７６７（１９８９）］も開発された。上記ＳＮＯＭ
を用いることにより、１００ｎｍ以下の微小な領域にア
クセスし、光学的情報を検出することができる。このよ
うなＳＮＯＭの原理を用い、光波長限界を超える微小な
サイズの記録再生を行う光ストレージ装置が考案されて
いる（ＥＰ０１８５７８２号）。この光ストレージ装置
では、微小開口から滲み出るエバネッセント光を用いて
記録を行う。再生は、微小開口から滲み出るエバネッセ
ント光に対する記録媒体からの反射光を微小開口のそば
に設けた導波路に導入し、導波路の反対の端に設けた光
検出器で検出することにより行うというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の光ス
トレージ装置では、微小開口のそばに導波路を、導波路
の反対の端に光検出器を形成するという複雑な構成の光
ヘッドを用いている。したがって、実際にこのような光
ヘッドを作製しようとすると、プロセスが複雑になり、
歩留まりも低下し、コストも高くなるという課題を有し
ていた。また、複雑な構成の光ヘッドであるため、光ヘ
ッドのサイズも大きくなってしまい、剛性も低く、機械
特性も低下してしまう。このため、光ヘッドのシーク速
度やデータ転送レートも低下するという課題も有してし
た。

【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決し、単
純な構成の光ヘッドによりプロセスが単純で、歩留まり
の向上、コストの低減化、およびヘッドサイズの小型化
を図ることができ、機械特性の向上により光ヘッドのシ
ーク速度やデータ転送レートを高速にすることができ、
マルチ化が容易な近接場光ストレージ装置および近接場
光ストレージ方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、近接場光ストレージ装置および近接場光ス
トレージ方法を、つぎのように構成したことを特徴とす
るものである。すなわち、本発明の近接場光ストレージ
装置は、記録媒体と、該記録媒体に対向して近接配置さ
れた微小開口を備え、該開口に対して該記録媒体を該記
録媒体表面の面内方向に相対的に２次元走査し、第１の
光源からの光によって該開口に対して一方から光を照射
し、他方からエバネッセント光を滲み出させ、該エバネ
ッセント光で該記録媒体に記録を行い、または該エバネ
ッセント光に対して生じる該記録媒体からの光を検出し
て記録の再生をする近接場光ストレージ装置であって、
該微小開口が遮光手段と光検出手段とからなる構造体に
形成され、該微小開口の開口部が該光源から照射される
光の波長より小さい大きさであることを特徴としてい
る。また、本発明の近接場光ストレージ装置は、前記微
小開口の前記開口部が１００ｎｍ以下の大きさであり、
記録媒体に対して１００ｎｍ以下の距離で対向配置され
ていることを特徴としている。また、本発明の近接場光
ストレージ装置は、前記光検出手段が、前記第１の光源
が光を照射する側からみて前記遮光手段の背面に配置さ
れていることを特徴としている。また、本発明の近接場
光ストレージ装置は、前記光検出手段が、前記第１の光
源から照射された光により、前記開口から滲み出させた
エバネッセント光に対して生じる前記記録媒体からの光
を検出し、該記録媒体の記録を再生するように構成され
ていることを特徴としている。また、本発明の近接場光
ストレージ装置は、前記光検出手段が、前記第１の光源
とは別の第２の光源で前記記録媒体の裏側から全反射条
件で照射された光により、該記録媒体表面近くに生じる
第２のエバネッセント光の散乱光を検出し、該記録媒体
の記録を再生するように構成されていることを特徴とし
ており、また前記第２の光源が、第１の光源と異なる波
長の光を照射する光源であることを特徴としている。ま
た、本発明の近接場光ストレージ装置は、前記光検出手
段が、前記第１の光源が光を照射する側からみて前記遮
光手段の前面に配置されていることを特徴としている。
また、本発明の近接場光ストレージ装置は、前記光検出
手段が、前記第１の光源とは別の第２の光源で前記記録
媒体の裏側から照射された光により前記開口から前記第
１の光源側に滲み出た第２のエバネッセント光の散乱光
を検出し、該記録媒体の記録を再生するように構成され
ていることを特徴としており、また前記第２の光源が、
第１の光源と異なる波長の光を照射する光源であること
を特徴としている。また、本発明の近接場光ストレージ
装置は、前記構造体が、突起状の先端に前記開口を設け
た前記光検出手段および前記遮光手段からなる突起状構
造体であり、該突起状構造体を支持する弾性体を備え、
該開口が前記記録媒体に接触するように構成されている
ことを特徴としている。また、本発明の近接場光ストレ
ージ装置は、前記構造体が、前記記録媒体に対して平行
に対向して配置されている基板に形成されていることを
特徴としている。また、本発明の近接場光ストレージ装
置は、前記構造体が形成されている基板と、前記第１の
光源とが一体となって構成されたフライングヘッドと、
前記記録媒体を回転させる回転手段とを備えたことを特
徴としている。また、本発明の近接場光ストレージ装置
は、前記光検出手段が、前記フライングヘッドのフライ
ング面に配置されていることを特徴としている。また、
本発明の近接場光ストレージ装置は、前記開口が面内に
形成された第１の基板と、前記第１の光源が面内に形成
された第２の基板とを、面同士接合して近接場光ヘッド
を構成したことを特徴としている。また、本発明の近接
場光ストレージ装置は、前記近接場光ヘッドは、前記第
１の基板上に複数の開口が形成され、前記第２の基板上
に複数の第１の光源が該複数の開口に対応した位置に形
成されていることを特徴としている。また、本発明の近
接場光ストレージ装置は、前記第１の光源と前記微小開
口との間には、該光源から照射される光を集光して該微
小開口に照射させる集光手段を有することを特徴として
いる。また、本発明の近接場光ストレージ装置は、前記
第１の光源が、面発光レーザーであることを特徴として
いる。また、本発明の近接場光ストレージ装置は、前記
第１の光源が、面発光ＬＥＤであることを特徴としてい
る。

【０００８】また、本発明の近接場光ストレージ方法
は、開口と、該開口に対して光を照射し該開口からエバ
ネッセント光を滲み出させる光源と、光検出手段と、か
ら構成されるマイクロ光ヘッドを、複数個一体に集積化
した近接場光ヘッドを備え、該開口と記録媒体との距離
が１００ｎｍ以下になるように該近接場光ヘッドと該記
録媒体に対する間隔制御を行い、該近接場光ヘッドを該
記録媒体に対して相対的に２次元走査させ、記録情報を
複数のマイクロ光ヘッドに割り当てるために該記録情報
を分解し、該分解記録情報に基づき、該２次元走査に同
期させて該光源からの光照射／非照射を該複数のマイク
ロ光ヘッドにおいて個別に制御することにより、記録を
行い、また、該光源から光を照射させるように制御を行
い、該２次元走査に同期させて該記録媒体からの光を該
光検出手段が検出し、複数のマイクロ光ヘッドで個別に
検出した複数の検出光信号から再生情報を合成すること
により、再生を行うことを特徴としている。また、本発
明の近接場光ストレージ方法は、開口と、該開口に対し
て光を照射し該開口からエバネッセント光を滲み出させ
る第１の光源と、光検出手段と、から構成されるマイク
ロ光ヘッドを、複数個一体に集積化した近接場光ヘッド
と、記録媒体の表面に対し、裏側から光を照射する第２
の光源とを備え、該開口と該記録媒体との距離が１００
ｎｍ以下になるように該近接場光ヘッドと該記録媒体に
対する間隔制御を行い、該近接場光ヘッドを該記録媒体
に対して相対的に２次元走査させ、記録情報を複数のマ
イクロ光ヘッドに割り当てるために該記録情報を分解
し、該分解記録情報に基づき、該２次元走査に同期させ
て該第１の光源からの光照射／非照射を該複数のマイク
ロ光ヘッドにおいて個別に制御することにより、記録を
行い、また、該第２の光源から光を照射させるように制
御を行い、該２次元走査に同期させて該記録媒体からの
光を該光検出手段が検出し、複数のマイクロ光ヘッドで
個別に検出した複数の検出光信号から再生情報を合成す
ることにより、再生を行うことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した微小開口の構
成によって、微小開口から滲み出るエバネッセント光を
用いて記録および再生を行うことにより、光を用いて光
波長サイズより小さい１００ｎｍ以下の記録ピットサイ
ズの情報ストレージが可能となる。また、本発明におい
ては、第１の光源とは別の第２の光源で記録媒体の裏側
から全反射条件で照射された光により、該記録媒体表面
近くに生じる第２のエバネッセント光の散乱光を検出
し、該記録媒体の記録を再生するように構成することに
より、記録時と再生時の光波長を容易に違えることがで
き、記録再生に同一波長の光を用いた場合に懸念される
ような再生時に記録状態を変えてしまうことがない記録
再生を行うことができる。また、本発明においては、第
１の光源が光を照射する側からみて、光検出手段を遮光
手段の前面に配置する構成により、再生用レーザ光が、
必ずしも全反射条件である必要はなく、記録媒体の裏面
から直入射させ、微小開口の内側に滲み出たエバネッセ
ント光の散乱光を検出するようにすることにより、検出
光強度を大きくすることができる。また、本発明におい
ては、微小開口が形成された遮光手段と光検出手段とを
記録媒体に対して平行に対向して配置されている基板に
形成するようにすることにより、作製プロセスが単純に
なり、歩留まりを向上させ、製造コストを低減させるこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００１１】［実施例１］図１は、本発明の近接場光ヘ
ッドを用いたストレージ装置の実施例１を表す図面であ
る。同図において、近接場光ヘッド１０１が情報の記録
再生を行う基板１０２上の記録層１０３に対向するよう
に配置されている。近接場光ヘッド１０１は、複数のマ
イクロ光ヘッド１１８から構成されている。個々のマイ
クロ光ヘッド１１８において、光源である面発光レーザ
ー１０４からのレーザー光１０７が撓み方向に弾性変形
が可能なカンチレバー１０５の自由端に取り付けられた
突起状構造体１１１の先端の微小開口１０６に対して裏
側（図１では上側）から照射されている。微小開口１０
６は突起状構造体１１１の先端に設けられており、その
開口径は１００ｎｍ以下である。突起状構造体１１１は
遮光用金属１１３と光検出用のフォトダイオード１１９
により形成されており、微小開口１０６は遮光用金属１
１３と光検出用のフォトダイオード１１９に形成されて
いる。

【００１２】微小開口１０６、すなわち、突起状構造体
１１１の先端は、基板１０２上の記録層１０３表面に対
して接触するように配置されている。このとき、微小開
口１０６と基板１０２上の記録層１０３表面との間に働
く原子間力・分子間力・ファンデルワールス力・表面張
力等により、カンチレバー１０５が弾性変形し、両者の
間に働く力はほぼ一定に保たれている。このため、位置
合わせ上の誤差によって近接場光ヘッド１０１全体が基
板１０２上の記録層１０３表面に対して近づく場合、強
い斥力が加わることがなく、記録層１０３や微小開口１
０６を破壊することがない。逆に、遠ざかる場合も微小
開口１０６が記録層１０３面から離れてしまうことがな
い。微小開口１０６のレーザー光２０２の照射する側と
は反対側（図１では下側）からはエバネッセント光１０
９と呼ばれる光が滲み出しており、これを用いて記録層
１０３に対し情報の記録再生を行う。以下、図２を用い
てエバネッセント光の滲み出し及びこれを用いた記録再
生の原理について説明する。

【００１３】図２において、２０８は遮光用金属、２０
７はフォトダイオードであり、先端に微小開口２０１が
設けられている。ここで、レーザー光２０２が微小開口
２０１を照射する側から見て、フォトダイオード２０７
は遮光用金属２０８の背面（図２では下側）に配置して
いる。微小開口２０１の開口径がレーザー光２０２の光
波長より小さい場合、レーザー光２０２は伝搬光として
微小開口２０１を通り抜けることができない。しかしな
がら、微小開口２０１のレーザー光２０２の照射する側
とは反対側（図２では下側）の近傍にはエバネッセント
光２０３と呼ばれる非伝搬光が滲み出ている。エバネッ
セント光２０３が滲み出している領域は、縦方向には微
小開口２０１の先端から１００ｎｍ以下の距離、横方向
にはほぼ微小開口２０１の開口径程度の距離にある領域
である。エバネッセント光２０３が滲み出している微小
開口２０１に対して１００ｎｍ以下の距離まで基板２０
４上の記録層２０５表面を近接させると、エバネッセン
ト光２０３が記録層２０５面によって散乱され、散乱光
となって記録層中に伝搬する。この散乱光によって記録
層２０５の微小領域に対して吸収率や透過率、反射率等
に変化を生じさせ、これを記録状態とする。このときの
記録ピットサイズは光波長の制限を受けず、微小開口２
０１の開口径とほぼ同じ程度となる。

【００１４】再生のためには、レーザー光２０２とし
て、記録が行われるしきい値より低いパワーのレーザー
光、あるいは、記録状態を変えないように波長の異なる
レーザー光を用い、記録時と同様にして微小開口２０１
から滲み出したエバネッセント光２０３を記録層２０５
に照射し、記録層２０５からの反射されたり散乱された
りする光２０６の強度をフォトダイオード２０７で検出
する。記録層中の記録ピットが形成された部分と非形成
部分とは、再生に用いる光に対する吸収率や反射率が異
なるため、反射光・散乱光２０６の強度が異なる。この
強度の違いを検出することにより、記録状態（記録ピッ
トの形成／非形成）を検出する。また、記録層として、
記録前後で再生時にエバネッセント光の照射を受ける場
合に発生する蛍光や燐光の強度に変化を生じるような材
料を用いても良い。この場合、記録ピットが形成された
部分と非形成部分とは、再生時のエバネッセント光照射
により励起された結果発生する蛍光・燐光強度が異なる
ため、この強度の違いを検出する。このような記録層材
料を用いた場合、蛍光・燐光の波長は再生時のエバネッ
セント光波長とは異なるため、フォトダイオード２０７
表面に光フィルター薄膜を形成することにより、再生時
のエバネッセント光の直接反射光や散乱光をカットして
フォトダイオード２０７に入らないようにし、蛍光・燐
光のみを検出することにより、光検出のＳ／Ｎ比をさら
に向上させることが可能である。このように微小開口２
０１から滲み出るエバネッセント光２０３を用いて記録
および再生を行うことにより、光を用いて光波長サイズ
より小さい１００ｎｍ以下の記録ピットサイズの情報ス
トレージが可能となる。

【００１５】図１において、面発光レーザー１０４と微
小開口１０６の間にレンズ１０８を設けることにより、
レーザー光１０７を集光し、効率良く微小開口１０６近
傍に照射することができる。これにより、微小開口１０
６裏側で散乱光や熱になって無駄になる光を減らすこと
ができ、微小開口１０６を構成する部材の発熱が押さえ
られるため、微小開口１０６の熱的破壊を避けることが
できる。また、微小開口１０６を構成する部材の発熱は
対向する記録層を熱的に劣化させる要因にもなるため、
これを避けることもできる。また、面発光レーザー１０
４の駆動電力も低減させることができるため面発光レー
ザー１０４における発熱を押さえることができる。本発
明のストレージ装置は、１００ｎｍ以下の微細な記録ピ
ットの記録再生を行うための装置であるため、発熱によ
る装置の一部分あるいは全体の膨張は記録再生精度を下
げる要因になってしまう。以上の理由からレーザー光１
０７をレンズ１０８により微小開口１０６近傍に集光す
ることは装置全体の性能を向上させる上で極めて効果的
である。近接場光ヘッド１０１には複数のマイクロ光ヘ
ッド１１８が２次元アレイ状に設けられており、基板１
０２上の記録層１０３の複数の場所において同時に並列
にエバネッセント光１０９による記録再生を行う。これ
により、記録再生速度を向上させることができる。

【００１６】近接場光ヘッド１０１の断面構成を図３
に、平面構成を図４に示す。図３には、近接場光ヘッド
１０１が微小開口付きフォトダイオード・カンチレバー
アレイユニット３０１、マイクロレンズアレイユニット
３０２、面発光レーザーアレイユニット３０３の３ユニ
ットから一体に構成されている例を示す。微小開口付き
フォトダイオード・カンチレバーアレイユニット３０１
は、面内に複数の微小開口付きフォトダイオード・カン
チレバーが２次元アレイ状に一体に集積化して形成され
た基板である。マイクロレンズアレイユニット３０２面
内に複数のマイクロレンズが２次元アレイ状に一体に集
積化して形成された基板である。面発光レーザーアレイ
ユニット３０３面内に複数の面発光レーザーが２次元ア
レイ状に一体に集積化して形成された基板である。ここ
で、複数の微小開口付きフォトダイオード・カンチレバ
ー、複数のマイクロレンズ、複数の面発光レーザーはそ
れぞれの位置が対応するように形成されている。それぞ
れのユニットは後述するように別々に作製され、複数の
微小開口付きフォトダイオード・カンチレバー、複数の
マイクロレンズ、複数の面発光レーザーの位置が合うよ
うに位置合わせをした状態で、基板面同士が接着剤３０
４、３０５で互いに接合されている。図４では、９個の
マイクロ光ヘッド１１８が３行×３列の２次元アレイ状
に並んで配置されている例を示したが、実際には１００
行×１００列のようにより多い２次元配列や１００行×
１列のように１次元線状配列等、システムに最適な配置
を選べば良い。

【００１７】図１に示した構成の近接場光ストレージ装
置を駆動して情報の記録再生を行う手順を以下に示す。
まず初めに近接場光ヘッド１０１と記録層１０３／基板
１０２を対向させて配置するための粗い位置合わせおよ
びその後に続いて微細な位置合わせを行う。ここで、位
置合わせには、図１中に示したｘｙｚ３軸方向の並進に
関する位置合わせと３軸のまわりの回転αβθに関する
位置合わせを含む。ここで、αはｘ軸回りの回転、βは
ｙ軸回りの回転、θはｚ軸回りの回転をいう。このと
き、基板１０２上の記録層１０３表面における凹凸やう
ねりの存在と近接場光ヘッド１０１の作製上の誤差から
複数の微小開口１０６先端と記録層１０３表面との距離
にばらつきが生じる。そこで、すべての微小開口１０６
先端が記録層１０３表面に接触するまで、記録層１０３
表面に対して近接場光ヘッド１０１を近づける。微小開
口がカンチレバーに取り付けられているため、微小開口
先端と記録層表面との距離が小さいマイクロ光ヘッドは
カンチレバーの弾性変形量が大きく、距離が大きいマイ
クロ光ヘッドはカンチレバーの弾性変形量が小さくな
り、すべての微小開口先端と記録層表面との間に働く力
をほぼ均等にすることができる。

【００１８】図１に示すように記録層１０３／基板１０
２はｘｙステージ１１０上に取り付けられ、ｘｙステー
ジ走査回路１１２から出力されるｘｙステージ走査信号
により、近接場光ヘッド１０１に対してｘｙ方向に記録
層１０３／基板１０２の２次元相対走査を行う。２次元
相対走査中に、基板１０２上の記録層１０３表面に凹凸
やうねりが存在しても、それぞれのマイクロ光ヘッドに
おいてこれらの凹凸やうねりにならうようにカンチレバ
ーの弾性変形が変動することによって、すべての微小開
口先端の記録層表面に対する接触状態を保つことができ
る。図５に２次元相対走査の詳細を示す。記録層１０３
／基板１０２上の被記録面６１０に対してマイクロ光ヘ
ッド１〜９（６０１〜６０９）が一体として相対的に移
動するため、被記録面６１０に対するマイクロ光ヘッド
１〜９の走査軌跡（６１１〜６１９）は同じ形状とな
る。走査方法の一例として図５の走査軌跡に示すよう
に、マイクロ光ヘッド並びのｘ方向のピッチと等しい距
離だけｘ方向に主走査６２０を行いながら、ｙ方向に位
置を少しずらすようにマイクロ光ヘッド並びのｙ方向の
ピッチと等しい距離だけｙ方向に副走査６２１を行うよ
うにする。これにより、近接場光ヘッド１０１が対向し
ている被記録面６１０に対して全マイクロ光ヘッドで切
れ目なく走査を行うことができ、被記録面６１０全面に
わたって記録再生を行うことができる。

【００１９】さて、２次元走査を行いながら面発光レー
ザーを駆動して記録を行う方法の詳細について説明す
る。図１に示すように、記録情報を記録信号分解回路１
２０に入力する。記録信号分解回路１２０では、複数の
マイクロ光ヘッドを用いて同時・並列的に記録を行うた
めに、記録情報を分解（デマルチプレクス）し、これを
各マイクロ光ヘッドに割り当てるようにする。この記録
情報分解データに基づき、ｘｙステージ走査回路１１２
およびレーザー駆動回路１１６のタイミング制御を行
う。具体的には、記録信号分解回路１２０からｘｙステ
ージ駆動制御信号を出力し、ｘｙステージ走査回路１１
２の制御を行い、所定のマイクロ光ヘッド１１８が記録
層１０３／基板１０２に対して所定の相対位置関係を満
たすときに、レーザー駆動制御信号を出力し、レーザー
駆動回路１１６の制御を行い、対応する面発光レーザー
１０４を個別に駆動制御し、記録層１０３への記録を行
う。レーザー駆動回路１１６は駆動配線１１７を通して
近接場光ヘッド中の個々の面発光レーザー１０４に接続
されており、個々の面発光レーザー１０４を独立に駆動
する。ここで、面発光レーザー１０４が２次元アレイ状
に並んでいる場合には、駆動配線１１７の数を減らすた
めにマトリックス的に駆動するようにしても良い。図５
に示すような相対走査を行い、被記録面６１０に対する
各マイクロ光ヘッド１〜９（６０１〜６０９）の位置に
応じて、図６の波形に示すように各マイクロ光ヘッドの
面発光レーザーの発光／非発光制御を行う。ここで、発
光／非発光制御は各マイクロ光ヘッド１〜９に割り当て
られた分解記録情報１〜９（「００００１１１００１０
１１０１０」のように表現したもの）に対応している。
図６の各波形の横軸は時間を示すが、これは走査位置に
対応し、横軸の１目盛が図５に点線で区切って示した各
マイクロ光ヘッドの走査距離の１単位を表わしている。

【００２０】図５に示すように相対走査を行いながら図
６に示すように面発光レーザーを駆動させた結果得られ
る記録ピット８０１の様子を図７に示す。上述のように
して記録を行った情報を再生する方法の詳細を以下に説
明する。図１において、レーザー駆動回路１１６すべて
の面発光レーザー１０４を駆動させた状態で、再生信号
合成回路１１４からｘｙステージ駆動制御信号を出力
し、ｘｙステージ走査回路１１２の制御を行う。近接場
光ヘッド１０１が記録層１０３／基板１０２に対して所
定の相対位置関係を満たすときに、複数のマイクロ光ヘ
ッド１１８のフォトダイオード１１９から出力される光
電流信号を光強度検出回路１１５に入力し、同時・並列
的に記録層１０３における記録状態（記録ピットの形成
／非形成）を検出する。光強度検出回路１１５から出力
される複数のマイクロ光ヘッドが個別に検出した複数の
光強度検出信号を再生信号合成回路１１４に入力する。
再生信号合成回路１１４ではｘｙステージ走査信号との
タイミング制御を行いながら、複数の光強度検出信号か
ら再生情報を合成（マルチプレクス）し、再生情報を出
力する。

【００２１】次に本実施例の近接場光ヘッドの作製プロ
セスについて説明する。図８及び図９は近接場光ヘッド
を構成するユニットの一つである微小開口付きフォトダ
イオード・カンチレバーアレイユニットの作製プロセス
を説明する図である。表面に酸化膜（ＳｉＯ₂）１１０
１を形成したＳｉ（１００）基板１１０２に対し、矩形
開口１１０３を設け（図８ａ）、ＫＯＨで異方性エッチ
ングを行うことにより、逆ピラミッド状の凹部１１０４
を形成する（図８ｂ）。低温で酸化膜（ＳｉＯ₂）１１
０５を成長させ、凹部の先端形状を尖鋭化する（図８
ｃ）。次に基板面法線１１０６を回転軸として基板１１
０７を回転しながら、斜め方向からフォトダイオード材
料およびＡｕやＰｔ、Ａｌ等の金属を成膜し、凹部先端
に微小開口を有するフォトダイオード薄膜１１０８およ
び遮光用金属薄膜１１１２を形成する（図８ｄ）。ここ
で、フォトダイオード薄膜１１０８としては、ｐ型Ｓｉ
を成膜した上にｎ型Ｓｉを成膜してｐｎ接合を構成する
ようにしても良いし、ｐ型Ｓｉを成膜した後にｎ型の不
純物をドーピングしてｐｎ接合を構成するようにしても
良い。本実施例における微小開口の形成法は、斜め方向
から成膜することにより、凹部先端には成膜されにくい
ことを利用したものである。

【００２２】さらに、微小開口付きフォトダイオード形
成部分をレジスト１１０９でマスク後（図８ｅ）フォト
ダイオード薄膜１１０８および遮光用金属薄膜１１１２
をエッチングし、レプリカ微小開口付きフォトダイオー
ド１１１０を形成し、これをレプリカ微小開口付きフォ
トダイオード基板１１１１とする（図８ｆ）。ここで、
図８には図示しないが、フォトダイオード薄膜１１０８
および遮光用金属薄膜１１１２の成膜工程に前後して、
フォトダイオードからの光電流取り出し用の配線パター
ンの形成を行っておく。続いて、別のＳｉ（１００）基
板９０１に対し、ＬＰＣＶＤでＳｉ₃Ｎ₄薄膜９０２を形
成し（図９ａ）、カンチレバーパターン９０３を形成
し、これをカンチレバー基板９０４とする（図９ｂ）。
ここで、先にレプリカ微小開口付きフォトダイオード１
１１０（９０５）を形成したレプリカ微小開口付きフォ
トダイオード基板１１１１とカンチレバー基板９０４と
を圧力を加えて押し付け（図９ｃ）、レプリカ微小開口
付きフォトダイオード９０５をカンチレバーパターン９
０３上に圧着する（図９ｄ）。最後に、基板裏面からＫ
ＯＨでバックエッチングを行い、レプリカ微小開口付き
フォトダイオード９０５を取り付けたカンチレバー９０
６を形成し、微小開口付きフォトダイオード・カンチレ
バーアレイユニットとする（図９ｅ）。

【００２３】ここで、図９には図示しないが、カンチレ
バーパターン９０３の形成工程およびレプリカ微小開口
付きフォトダイオード９０５の圧着工程に前後して、フ
ォトダイオードからの光電流取り出し用の配線パターン
の形成を行っておく。図１０は近接場光ヘッドを構成す
るユニットの一つであるマイクロレンズアレイユニット
の作製プロセスを説明する図である。一価の陽イオンを
含む多成分ガラス基板１００１の表面に蒸着法やスバッ
タ法で金属膜や誘電体膜を成膜し、イオン交換阻止膜１
００２とした後、イオン交換用の円形開口１００３を形
成する（図１０ａ）。続いて、このガラス基板１００１
を屈折率増加に寄与するドーパントイオンを含む溶融塩
１００４中に浸漬し、イオン交換領域１００５を形成す
る（図１０ｂ）。イオン交換領域１００５は、ドーパン
トイオン分布に応じた分布屈折率型レンズ部となる。こ
のときガラス基板中の一価の陽イオンよりもイオン半径
の大きいドーパントイオンを用いると、イオンの体積差
に応じて基板表面が膨らみ、凸レンズ部が形成される。
これをマイクロレンズアレイユニットとする。

【００２４】図１１は近接場光ヘッドを構成するユニッ
トの一つである面発光レーザーアレイユニットの構成を
説明する図である。ＧａＡｓ基板７０１上にＭＢＥやＭ
ＯＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ等を用い、ＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡ
ｓ多層膜、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ量子井戸層、ＧａＡ
ｌＡｓ／ＡｌＡｓ多層膜、Ｓｉ₃Ｎ₄膜を成膜し、フォト
リソグラフィーを用いて、ＤＢＲミラー１（７０２）、
ＤＢＲミラー２（７０３）、活性層（７０４）、電極１
（７０５）、電極２（７０６）、ポリイミド絶縁部（７
０７）、Ｓｉ₃Ｎ₄絶縁部（７０８）を形成する。これを
面発光レーザーアレイユニットとする。ここでは、発振
波長が０．８μｍ程度であるＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系
の面発光レーザーの例を示したが、用いる記録層材料の
感度の光波長依存特性に応じて他の材料系の面発光レー
ザーでも良い。例えば、ＧａＩｎＡｌＮ／ＧａＡｌＮ等
のＧａＮ系の材料を用いて面発光レーザーを構成する
と、発振波長が０．３〜０．５μｍとすることができ
る。

【００２５】［実施例２］図１２は、本発明の近接場光
ヘッドを用いたストレージ装置の実施例２を表す図面で
ある。装置構成の大部分および記録方式に関しては実施
例１と同様である。装置構成において、実施例１と異な
る点として、実施例２では、再生用の光源として、近接
場光ヘッド１２０１に含まれる光源である面発光レーザ
ー１２０４を用いる代わりに、別の再生用レーザー１２
２１を用い、このレーザー１２２１からのレーザー光１
２２２を基板１２０２および記録層１２０３中を通して
記録層１２０３表面に対して裏側から全反射条件の角度
で入射させるようにしている。ここで、記録層１２０３
の膜厚が厚い場合、記録層１２０３の屈折率をｎ１、外
部（空気）の屈折率をｎ２とすると、入射角度θｉｎ
が、ｓｉｎθｉｎ＞ｎ２／ｎ１の条件を満たすようにする。記録層１２０３の膜厚が光
波長に比べ十分に小さい場合は、基板１２０２の屈折率
をｎ３とすると、実質的には入射角度θｉｎが、ｓｉｎθｉｎ＞ｎ２／ｎ３の条件を満たすようにすればよい。再生用レーザー光１
２２２のパワーが十分大きく、ビーム断面積を大きくす
ることができる場合は、一回の全反射で記録層１２０３
表面全面に裏側から光を照射すれば良い。そうでない場
合は、図１２に示すようにビームを基板中で多重回反射
させ、多重回の全反射で記録層１２０３の表面全面に裏
側から光を照射するようにする。

【００２６】以下、図１３を用いて本実施例における再
生の原理について説明する。記録層１３０５表面に対し
て裏側から全反射の条件で再生用レーザー光１３０２を
照射すると、レーザー光はすべて反射され、記録層１３
０５表面側（図１３では上側）から出射する伝搬光は存
在しない。しかしながら、記録層１３０５表面から１０
０ｎｍ以下の距離の表面のごく近傍では、エバネッセン
ト光１３０３と呼ばれる非伝搬光が滲み出している。こ
のエバネッセント光１３０３の光強度（＝光の滲み出し
の程度）分布は、記録層１３０５の局所的な吸収率や透
過率の分布が反映されたものとなる。このようなエバネ
ッセント光１３０３が滲み出した状態の記録層１３０５
表面に対し、マイクロ光ヘッドの先端１３０９の微小開
口２０１部分を接触させると、エバネッセント光１３０
３が局所的に散乱される。この散乱光１３０６の光強度
をフォトダイオード１３０７で検出することにより、マ
イクロ光ヘッド１３０９先端が接触している部分の記録
層１３０５の局所的な吸収率や透過率の変化、すなわ
ち、記録ピット１３１０の形成／非形成状態を検出する
ことができる。

【００２７】また、記録層として、記録前後で再生エバ
ネッセント光の照射を受ける場合に発生する蛍光や燐光
の強度に変化を生じるような材料を用いる場合、記録ピ
ットが形成された部分と非形成部分とは、再生エバネッ
セント光照射により励起された結果発生する蛍光・燐光
強度が異なる。この場合も同様に、マイクロ光ヘッドの
先端１３０９を記録層１３０５に接触させて、この蛍光
・燐光の強度の違いを検出し、記録ピット１３１０の形
成／非形成状態を検出する。本実施例では、記録用の光
源と再生用の光源を別構成としたため、記録時と再生時
の光波長を違えることが容易となった。これにより、記
録再生に同一波長の光を用いた場合に懸念されるような
再生時に記録状態を変えてしまうことがない記録再生が
可能となる。

【００２８】［実施例３］図１４は、本発明の近接場光
ヘッドを用いたストレージ装置の実施例３を表す図面で
ある。装置構成および記録再生方式の大部分に関しては
実施例２と同様である。装置構成において、実施例２と
異なる点として、実施例３では、マイクロ光ヘッド１４
１８においてフォトダイオード１４１９と遮光用金属１
４１３の構成が逆、すなわち、遮光用金属１４１３の内
側にフォトダイオード１４１９が設けられている。ここ
で、記録用のレーザー光が微小開口１５０１を照射する
側（図１５では上側）から見て、フォトダイオード１５
０７は遮光用金属１５０８の前面（図１５では上側）に
配置している。以下、図１５を用いて本実施例における
再生の原理について説明する。エバネッセント光１５０
３が滲み出した状態の記録層１５０５表面に対し、マイ
クロ光ヘッドの先端１５０９の微小開口１５０１部分を
接触させると、微小開口１５０１の内側（図１５では上
側）にエバネッセント光の一部が滲み出る。このエバネ
ッセント光１５１１の散乱光１５０６の光強度をフォト
ダイオード１５０７で検出することにより、マイクロ光
ヘッド先端１５０９が接触している部分の記録層１５０
５の局所的な吸収率や透過率の変化、すなわち、記録ピ
ット１５１０の形成／非形成状態を検出することができ
る。

【００２９】本実施例では、実施例２と同様に記録用の
光源と再生用の光源を別構成としたため、記録時と再生
時の光波長を違えることが容易となった。これにより、
記録再生に同一波長の光を用いた場合に懸念されるよう
な再生時に記録状態を変えてしまうことがない記録再生
が可能となる。さらに本実施例では、記録層１５０５表
面のエバネッセント光１５０３を微小開口１５０１を通
して検出するようにしているため、実施例２に比べて再
生のおける空間分解能が向上し、より小さなサイズの記
録ピット１５１０の形成／非形成状態を検出することが
できる。また、本実施例では、記録層１５０５からの再
生光を微小開口１５０１を通して検出するようにしてい
るため、再生用レーザ光１２２２の入射角度としては、
必ずしも全反射条件の角度である必要はなく、図１４
で、点線矢印で示すように下方向から直入射させ、記録
層１２０３を透過した光が微小開口１０６の内側に滲み
出たエバネッセント光の散乱光の光強度をフォトダイオ
ード１４１９で検出するようにしても良い。この場合
は、再生時の検出光強度を大きくできるという効果を有
する。

【００３０】［実施例４］図１６は、本発明の近接場光
ヘッドを用いたストレージ装置の実施例４を表す図面で
ある。装置構成の大部分および記録方式に関しては実施
例１と同様である。装置構成において、実施例１と異な
る点として、実施例４では、近接場光ヘッド１６０１を
構成するマイクロ光ヘッド１６１８において、光検出用
のフォトダイオード１６１９及び遮光用金属１６１３に
設けられた微小開口１６０６は、カンチレバーに支持さ
れた突起状構造体でなく、記録層１６０３表面に対して
平行に対向して配置されている基板１６１１の表面（図
１６では下面）に２次元アレイ状に並んで設けられてい
る。ここで、フォトダイオード１６１９は、基板１６１
１の表面に形成されており、微小開口１６０６が設けら
れている。

【００３１】記録層１６０３／基板１６０２を回転ステ
ージ１６１０上に搭載し、回転ステージ・フライングヘ
ッド移動機構制御回路１６１２から出力される回転ステ
ージ回転信号により、近接場光ヘッド１６０１に対し
て、記録層１６０３／基板１６０２を回転させる。近接
場光ヘッド１６０１全体をフライングヘッド支持体１６
２０で支持し、フライングヘッド支持体１６２０をフラ
イングヘッド移動機構１６２１に取り付ける。回転ステ
ージ・フライングヘッド移動機構制御回路１６１２から
出力されるフライングヘッド移動信号により、回転して
いる記録層１６０３／基板１６０２に対して、回転半径
方向に近接場光ヘッド１６０１を移動させる。以上のよ
うな構成において、近接場光ヘッド１６０１に対して回
転ステージ１６１０上の記録層１６０３／基板１６０２
を高速回転させると、ハードディスク装置でよく知られ
ているように、近接場光ヘッド１６０１と記録層１６０
３／基板１６０２との間に生じる空気圧により、記録層
１６０３／基板１６０２に対して近接場光ヘッド１６０
１を浮上させることができる。この原理を用いることに
より、近接場光ヘッド１６０１と記録層１６０３との間
隔を１００ｎｍ以下の距離に保った状態で記録層１６０
３に対し近接場光ヘッド１６０１を横方向（面内方向）
に相対移動させることができる。

【００３２】図１７を用いて本実施例の再生の原理を説
明する。再生のためには、レーザー光１７０２として、
記録が行われるしきい値より低いパワーのレーザー光、
あるいは、記録状態を変えないように波長の異なるレー
ザー光を用い、記録時と同様にして微小開口１７０１か
ら滲み出したエバネッセント光１７０３を記録層１７０
５に照射し、記録層１７０５から反射されたり散乱され
たりする光１７０６の強度をフライングヘッド面１７０
９に配置したフォトダイオード１７０７で検出する。記
録層中の記録ピット１７１０が形成された部分と非形成
部分とは、再生に用いる光に対する吸収率や反射率が異
なるため、反射光・散乱光１７０６の強度が異なる。こ
の強度の違いを検出することにより、記録状態（記録ピ
ットの形成／非形成）を検出する。

【００３３】本実施例における近接場光ヘッド１６０１
の断面構成を図１８に、平面構成を図１９に示す。図１
８には、近接場光ヘッド１６０１が微小開口付きフォト
ダイオードアレイユニット１８０１、マイクロレンズア
レイユニット１８０２、面発光レーザーアレイユニット
１８０３の３ユニットから構成されている例を示す。そ
れぞれのユニットは第１の実施例中で説明したのと同様
に、別々に作製され、接着剤１８０４、１８０５で互い
に接合されている。図１９では、９個のマイクロ光ヘッ
ド１９１８が３行×３列の２次元アレイ状に並んで配置
されている例を示したが、実際には１００行×１００列
のようにより多い２次元配列や１００行×１列のように
１次元線状配列等、システムに最適な配置を選べば良
い。

【００３４】図２０，２１は近接場光ヘッドを構成する
ユニットの一つである微小開口付きフォトダイオードア
レイユニットの作製プロセスを説明する図である。Ｓｉ
（１００）膜［２００１］／ＳｉＯ₂薄膜［２００２］
／Ｓｉ基板［２００３］構成のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ
ＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板に対し、表面に酸化
膜（ＳｉＯ₂）２００４を形成する。この酸化膜（Ｓｉ
Ｏ₂）２００４に対し、矩形開口２００５を設け（図２
０ａ）、ＫＯＨで異方性エッチングを行うことにより、
逆ピラミッド状の凹部２００６を形成する（図２０
ｂ）。次に基板面法線２００７を回転軸としてＳｉ基板
２００３を回転しながら、斜め方向からＡｕやＰｔ、Ａ
ｌ等の遮光用金属を成膜し、凹部先端に微小開口２００
９を有する遮光用金属薄膜２００８を形成する（図２０
ｃ）。本実施例における微小開口の形成法は、斜め方向
から成膜することにより、尖鋭な凹部先端には成膜され
にくいことを利用したものである。

【００３５】次に、Ｓｉ基板２００３上に形成した微小
開口２００９上に、別のＳｉ（１００）基板２０１０を
接合する（図２０ｄ）。続いて、化学エッチングによ
り、下側のＳｉ基板２００３を取り除き、ＳｉＯ₂薄膜
２００２をパターニングし、フォトダイオード形成部分
に開口部分２０１１を有するようなマスク２０１２を形
成する。この開口部分２０１１にフォトダイオード材料
を成膜することにより、フォトダイオード２０１４を形
成する（図２１ｅ、図２１ｆ）。ここで、フォトダイオ
ード形成法として、ｐ型Ｓｉを成膜した上にｎ型Ｓｉを
成膜してｐｎ接合を構成するようにしても良いし、ｐ型
Ｓｉを成膜した後にｎ型の不純物をドーピングしてｐｎ
接合を構成するようにしても良い。また、Ｓｉ膜２００
１として、ｐ型（あるいはｎ型）のものを用い、開口部
分２０１１にｎ型Ｓｉ（あるいはｐ型Ｓｉ）を成膜して
も良い。

【００３６】ここで、図２０，２１には図示しないが、
フォトダイオード２０１４および遮光用金属薄膜２００
８の形成工程に前後して、フォトダイオードからの光電
流取り出し用の配線パターンの形成を行っておく。フォ
トダイオード形成用マスク２０１２を除去後、バックエ
ッチング用マスク２０１３を形成し（図２１ｆ）、バッ
クエッチングを行い、微小開口付きフォトダイオード２
０１５を形成し、微小開口付きフォトダイオードアレイ
ユニットとする（図２１ｇ）。

【００３７】本実施例では、フォトダイオード１６１９
と遮光用金属１６１３に設けた微小開口１６０６をカン
チレバー上に形成しないので、第１〜３の実施例に示し
た近接場光ヘッドに比べ作製プロセスが単純になり、歩
留まりも向上させやすく、製造コストが低減するという
効果を有する。第１〜４の実施例を通じて、光源として
面発光レーザーを用いた例を示したが、本発明はこれに
限定されるものでなく、面発光ＬＥＤを用いても良い。
面発光ＬＥＤを用いた場合、微小開口から滲み出る光の
干渉性が減少するため、反射光や散乱光等の迷光が存在
する場合に生じる可能性のあった光ビーム形状のくずれ
を避けることができるという効果を有する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、遮光手
段と光検出手段とからなる構造体に微小開口を形成し、
該微小開口からエバネッセント光を滲み出させ、該エバ
ネッセント光で該記録媒体に記録を行い、または該エバ
ネッセント光に対して生じる該記録媒体からの光を検出
して記録の再生をするように構成することによって、光
ヘッドの構成を単純化することができ、プロセスが単純
で、歩留まりの向上や、コストの低減化、およびヘッド
サイズの小型化を図ることができ、剛性が高く、機械特
性の向上により光ヘッドのシーク速度やデータ転送レー
トを高速にすることが可能で、マルチ化が容易な近接場
光ストレージ装置および近接場光ストレージ方法を実現
することができる。また、本発明においては、上記した
微小開口の構成によって、微小開口から滲み出るエバネ
ッセント光を用いて記録および再生を行うことにより、
光を用いて光波長サイズより小さい１００ｎｍ以下の記
録ピットサイズの情報ストレージが可能となる。また、
本発明においては、第１の光源とは別の第２の光源で記
録媒体の裏側から全反射条件で照射された光により、該
記録媒体表面近くに生じる第２のエバネッセント光の散
乱光を検出し、該記録媒体の記録を再生するように構成
することにより、記録時と再生時の光波長を容易に違え
ることができ、記録再生に同一波長の光を用いた場合に
懸念されるような再生時に記録状態を変えてしまうこと
がない記録再生を行うことができる。また、本発明にお
いては、第１の光源が光を照射する側からみて、光検出
手段を遮光手段の前面に配置する構成により、再生用レ
ーザ光が、必ずしも全反射条件である必要はなく、記録
媒体の裏面から直入射させ、微小開口の内側に滲み出た
エバネッセント光の散乱光を検出するようにすることに
より、検出光強度を大きくすることができる。また、本
発明においては、微小開口が形成された遮光手段と光検
出手段とを記録媒体に対して平行に対向して配置されて
いる基板に形成するようにすることにより、作製プロセ
スが単純になり、歩留まりを向上させ、製造コストを低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の近接場光ヘッドを用いたストレージ装
置の実施例１を表す図。

【図２】エバネッセント光の滲み出し及びこれを用いた
記録再生の原理の説明図。

【図３】近接場光ヘッドの断面構成を示す図。

【図４】近接場光ヘッドの平面構成を示す図。

【図５】記録面に対する近接場光ヘッド２次元相対走査
の詳細図。

【図６】各マイクロ光ヘッドの面発光レーザーの発光／
非発光制御の信号波形図。

【図７】記録層に対しマイクロ光ヘッドの相対走査を行
いながら面発光レーザーを駆動させることによって形成
された記録ピットを示す図。

【図８】近接場光ヘッドを構成する微小開口付きフォト
ダイオードカンチレバーアレイユニットの作製プロセス
説明図。

【図９】近接場光ヘッドを構成する微小開口付きフォト
ダイオードカンチレバーアレイユニットの作製プロセス
説明図。

【図１０】近接場光ヘッドを構成するマイクロレンズア
レイユニットの作製プロセス説明図。

【図１１】近接場光ヘッドを構成する面発光レーザーア
レイユニットの構成説明図。

【図１２】本発明の近接場光ヘッドを用いたストレージ
装置の実施例２を表す図。

【図１３】実施例２における再生の原理の説明図。

【図１４】本発明の近接場光ヘッドを用いたストレージ
装置の実施例３を表す図。

【図１５】実施例３における再生の原理の説明図。

【図１６】本発明の近接場光ヘッドを用いたストレージ
装置の実施例４を表す図。

【図１７】実施例４における再生の原理の説明図。

【図１８】実施例４における近接場光ヘッドの断面構成
図。

【図１９】実施例４における近接場光ヘッドの平面構成
図。

【図２０】実施例４における近接場光ヘッドを構成する
微小開口付きフォトダイオードアレイユニットの作製プ
ロセス説明図。

【図２１】実施例４における近接場光ヘッドを構成する
微小開口付きフォトダイオードアレイユニットの図２０
のプロセスに続く作製プロセス説明図。

【符号の説明】

１０１：近接場光ヘッド１０２：基板１０３：記録層１０４：面発光レーザー１０５：カンチレバー１０６：微小開口１０７：レーザー光１０８：レンズ１０９：エバネッセント光１１０：ｘｙステージ１１１：突起状構造体１１２：ｘｙステージ走査回路１１３：遮光用金属１１４：再生信号合成回路１１５：光強度検出回路１１６：レーザー駆動回路１１７：駆動配線１１８：マイクロ光ヘッド１１９：フォトダイオード１２０：記録信号分解回路２０１：微小開口２０２：レーザー光２０３：エバネッセント光２０４：基板２０５：記録層２０６：散乱光２０７：フォトダイオード２０８：遮光用金属３０１：微小開口付きフォトダイオード・カンチレバーアレイユニット３０２：マイクロレンズアレイユニット３０３：面発光レーザーアレイユニット３０４：接着剤３０５：接着剤６０１〜６０９：マイクロ光ヘッド１〜９６１０：被記録面６１１〜６１９：マイクロ光ヘッド１〜９の走査軌跡６２０：主走査６２１：副走査７０１：ＧａＡｓ基板７０２：ＤＢＲミラー１７０３：ＤＢＲミラー２７０４：活性層７０５：電極１７０６：電極２７０７：ポリイミド絶縁部７０８：Ｓｉ₃Ｎ₄絶縁部８０１：記録ピット９０１：Ｓｉ基板９０２：Ｓｉ₃Ｎ₄薄膜９０３：カンチレバーパターン９０４：カンチレバー基板９０５：レプリカ微小開口付きフォトダイオード９０６：カンチレバー１００１：多成分ガラス基板１００２：イオン交換阻止膜１００３：円形開口１００４：溶融塩１００５：イオン交換領域１１０１：酸化膜１１０２：Ｓｉ基板１１０３：矩形開口１１０４：逆ピラミッド状の凹部１１０５：酸化膜１１０６：基板面法線１１０７：基板１１０８：フォトダイオード薄膜１１０９：レジスト１１１０：レプリカ微小開口付きフォトダイオード１１１１：レプリカ微小開口付きフォトダイオード基板１１１２：遮光用金属薄膜１２０１：近接場光ヘッド１２０２：基板１２０３：記録層１２０４：面発光レーザー１２２１：再生用レーザー１２２２：再生用レーザー光１３０２：再生用レーザー光１３０３：エバネッセント光１３０５：記録層１３０６：散乱光１３０７：フォトダイオード１３０９：マイクロ光ヘッドの先端１３１０：記録ピット１４１３：遮光用金属１４１８：マイクロ光ヘッド１４１９：フォトダイオード１５０１：微小開口１５０３：エバネッセント光１５０５：記録層１５０６：散乱光１５０７：フォトダイオード１５０８：遮光用金属１５０９：マイクロ光ヘッドの先端１５１０：記録ピット１５１１：微小開口の内側に滲み出たエバネッセント光１６０１：近接場光ヘッド１６０２：基板１６０３：記録層１６０６：微小開口１６１０：回転ステージ１６１１：記録層に対して平行に対向して配置されてい
る基板１６１２：回転ステージ・フライングヘッド移動機構制
御回路１６１３：遮光用金属１６１８：マイクロ光ヘッド１６１９：フォトダイオード１６２０：フライングヘッド支持体１６２１：フライングヘッド移動機構１７０１：微小開口１７０２：レーザー光１７０３：エバネッセント光１７０５：記録層１７０６：反射光・散乱光１７０７：フォトダイオード１７０９：フライングヘッド面１７１０：記録ピット１８０１：微小開口付きフォトダイオードアレイユニッ
ト１８０２：マイクロレンズアレイユニット１８０３：面発光レーザーアレイユニット１８０４：接着剤１８０５：接着剤１９１８：マイクロ光ヘッド２００１：Ｓｉ（１００）膜２００２：ＳｉＯ₂薄膜２００３：Ｓｉ基板２００４：酸化膜２００５：矩形開口２００６：逆ピラミッド状の凹部２００７：基板面法線２００８：遮光用金属薄膜２００９：微小開口２０１０：Ｓｉ基板２０１１：フォトダイオード形成用開口部分２０１２：フォトダイオード形成用マスク２０１３：バックエッチング用マスク２０１４：フォトダイオード２０１５：微小開口付きフォトダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体と、該記録媒体に対向して近接配
置された微小開口を備え、該開口に対して該記録媒体を
該記録媒体表面の面内方向に相対的に２次元走査し、第
１の光源からの光によって該開口に対して一方から光を
照射し、他方からエバネッセント光を滲み出させ、該エ
バネッセント光で該記録媒体に記録を行い、または該エ
バネッセント光に対して生じる該記録媒体からの光を検
出して記録の再生をする近接場光ストレージ装置であっ
て、該微小開口が遮光手段と光検出手段とからなる構造体に
形成され、該微小開口の開口部が該光源から照射される
光の波長より小さい大きさであることを特徴とする近接
場光ストレージ装置。
【請求項２】前記微小開口は、前記開口部が１００ｎｍ
以下の大きさであり、記録媒体に対して１００ｎｍ以下
の距離で対向配置されていることを特徴とする請求項１
に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項３】前記光検出手段が、前記第１の光源が光を
照射する側からみて前記遮光手段の背面に配置されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の近
接場光ストレージ装置。
【請求項４】前記光検出手段が、前記第１の光源から照
射された光により、前記開口から滲み出させたエバネッ
セント光に対して生じる前記記録媒体からの光を検出
し、該記録媒体の記録を再生するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の近接場光ストレージ
装置。
【請求項５】前記光検出手段が、前記第１の光源とは別
の第２の光源で前記記録媒体の裏側から全反射条件で照
射された光により、該記録媒体表面近くに生じる第２の
エバネッセント光の散乱光を検出し、該記録媒体の記録
を再生するように構成されていることを特徴とする請求
項３に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項６】前記第２の光源が、第１の光源と異なる波
長の光を照射する光源であることを特徴とする請求項５
に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項７】前記光検出手段が、前記第１の光源が光を
照射する側からみて前記遮光手段の前面に配置されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の近
接場光ストレージ装置。
【請求項８】前記光検出手段が、前記第１の光源とは別
の第２の光源で前記記録媒体の裏側から照射された光に
より前記開口から前記第１の光源側に滲み出た第２のエ
バネッセント光の散乱光を検出し、該記録媒体の記録を
再生するように構成されていることを特徴とする請求項
７に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項９】前記第２の光源が、第１の光源と異なる波
長の光を照射する光源であることを特徴とする請求項８
に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項１０】前記構造体が、突起状の先端に前記開口
を設けた前記光検出手段および前記遮光手段からなる突
起状構造体であり、該突起状構造体を支持する弾性体を
備え、該開口が前記記録媒体に接触するように構成され
ていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか
１項に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項１１】前記構造体が、前記記録媒体に対して平
行に対向して配置されている基板に形成されていること
を特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載
の近接場光ストレージ装置。
【請求項１２】前記構造体が形成されている基板と、前
記第１の光源とが一体となって構成されたフライングヘ
ッドと、前記記録媒体を回転させる回転手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１１に記載の近接場光ストレー
ジ装置。
【請求項１３】前記光検出手段が、前記フライングヘッ
ドのフライング面に配置されていることを特徴とする請
求項１２に記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項１４】前記開口が面内に形成された第１の基板
と、前記第１の光源が面内に形成された第２の基板と
を、面同士接合して近接場光ヘッドを構成したことを特
徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の
近接場光ストレージ装置。
【請求項１５】前記近接場光ヘッドは、前記第１の基板
上に複数の開口が形成され、前記第２の基板上に複数の
第１の光源が該複数の開口に対応した位置に形成されて
いることを特徴とする請求項１４に記載の近接場光スト
レージ装置。
【請求項１６】前記第１の光源と前記微小開口との間に
は、該光源から照射される光を集光して該微小開口に照
射させる集光手段を有することを特徴とする請求項１〜
請求項１５記載の近接場光ストレージ装置。
【請求項１７】前記第１の光源が、面発光レーザーであ
ることを特徴とする請求項１〜請求項１６記載の近接場
光ストレージ装置。
【請求項１８】前記第１の光源が、面発光ＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１〜請求項１７記載の近接場光
ストレージ装置。
【請求項１９】開口と、該開口に対して光を照射し該開
口からエバネッセント光を滲み出させる光源と、光検出
手段と、から構成されるマイクロ光ヘッドを、複数個一
体に集積化した近接場光ヘッドを備え、該開口と記録媒体との距離が１００ｎｍ以下になるよう
に該近接場光ヘッドと該記録媒体に対する間隔制御を行
い、該近接場光ヘッドを該記録媒体に対して相対的に２
次元走査させ、記録情報を複数のマイクロ光ヘッドに割り当てるために
該記録情報を分解し、該分解記録情報に基づき、該２次
元走査に同期させて該光源からの光照射／非照射を該複
数のマイクロ光ヘッドにおいて個別に制御することによ
り、記録を行い、また、該光源から光を照射させるよう
に制御を行い、該２次元走査に同期させて該記録媒体か
らの光を該光検出手段が検出し、複数のマイクロ光ヘッ
ドで個別に検出した複数の検出光信号から再生情報を合
成することにより、再生を行うことを特徴とする近接場
光ストレージ方法。
【請求項２０】開口と、該開口に対して光を照射し該開
口からエバネッセント光を滲み出させる第１の光源と、
光検出手段と、から構成されるマイクロ光ヘッドを、複
数個一体に集積化した近接場光ヘッドと、記録媒体の表面に対し、裏側から光を照射する第２の光
源とを備え、該開口と該記録媒体との距離が１００ｎｍ以下になるよ
うに該近接場光ヘッドと該記録媒体に対する間隔制御を
行い、該近接場光ヘッドを該記録媒体に対して相対的に
２次元走査させ、記録情報を複数のマイクロ光ヘッドに割り当てるために
該記録情報を分解し、該分解記録情報に基づき、該２次
元走査に同期させて該第１の光源からの光照射／非照射
を該複数のマイクロ光ヘッドにおいて個別に制御するこ
とにより、記録を行い、また、該第２の光源から光を照射させるように制御を行
い、該２次元走査に同期させて該記録媒体からの光を該
光検出手段が検出し、複数のマイクロ光ヘッドで個別に
検出した複数の検出光信号から再生情報を合成すること
により、再生を行うことを特徴とする近接場光ストレー
ジ方法。