JP2000215499A - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JP2000215499A
JP2000215499A JP11010238A JP1023899A JP2000215499A JP 2000215499 A JP2000215499 A JP 2000215499A JP 11010238 A JP11010238 A JP 11010238A JP 1023899 A JP1023899 A JP 1023899A JP 2000215499 A JP2000215499 A JP 2000215499A
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近接場光を利用した高密度光メモリにおい
て、読取り用の反射光を効率よく検出することのできる
光ヘッドを得る。 【解決手段】 シリコン基板9に形成された微小開口1
5から近接場光を発生させ、記録媒体1の記録層3に情
報を記録し、読取り時には記録層3からの反射光をフォ
トダイオード10で検出する光ヘッド5。フォトダイオ
ード10は、シリコン基板9の微小開口15の周囲にボ
ロン注入層14を設けることで形成され、反射光の検出
信号は電極11,12から取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッド、特に、
光記録媒体への高密度光記録/読取りに用いられる光ヘ
ッドに関する。
【0002】
【発明の背景】近年、光学的に情報を記録/読取りする
光メモリの分野においては、コンピュータの高速化やマ
ルチメディアの発達に伴い、より大容量の情報を記録で
きる、即ち、記録密度の著しく向上した光ヘッドが望ま
れ、近接場光記録技術が提案されている。レーザ光を用
いた従来の光メモリにおいて、記録密度は光の回折限界
で上限が決まり、光の波長程度(約数100nm)のマ
ークしか記録/読取りができなかった。近年提案されて
いる光の近接場光現象を用いた光メモリでは、光の波長
以下の微小開口を有するプローブやSolid Immersion
Lens(固浸レンズ)を用いて記録媒体(光ディスク)に
対して光ヘッドと記録媒体との間隔を数10nmまで近
づけた状態で記録/読取り用の光を照射することで、光
の回折限界を超えて数10nmという小さなマークを信
号として書き込み、読み取ることが可能である。
【0003】
【従来の技術と課題】ところで、近接場光を用いて記録
媒体上の情報を読み取る場合は、記録層で伝搬光に変換
された反射光を検出するのであるが、近接場光は本来的
に光の利用効率がかなり低く、効率よく反射光を検出す
る必要がある。
【0004】読取り用の反射光の検出技術としては、特
開平5−164968号公報に、微小開口アレイと光電
アレイを一体的に形成したニアフィールド顕微鏡が記載
されている。また、Applied Physics Letter No.6
8,p579(1996)に、光検出器を一体的に組み
込んだ集積化プローブが記載されている。しかしなが
ら、これらの検出技術をもってしても、必ずしも好まし
い検出効率を得ることができていないのが現状である。
【0005】そこで、本発明の目的は、読取り用の反射
光を効率よく検出することのできる近接場光現象を利用
した光ヘッドを提供することにある。
【0006】
【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る光ヘッドは、近接場領域又はその近傍
に位置する半導体基板に、記録層からの反射光を検出す
る光検出素子を形成した。近接場光発生手段としては、
例えば、微小開口や固浸レンズを用いることができる。
微小開口は半導体基板に形成され、この場合、光検出素
子は該微小開口の周囲に形成される。固浸レンズは半導
体基板に保持され、この場合、光検出素子は該保持部に
形成される。
【0007】本発明において、記録層の情報を読み取る
には、記録層で伝搬光に変換された反射光を光検出素子
で読み取る。光検出素子は近接場領域又はその近傍に形
成されているために記録層に極めて近く、従来よりも効
率的に反射光を検出することができる。しかも、光検出
素子は半導体材料からなる基板に一体的に形成したた
め、スペース効率がよく、光ヘッドの軽量化に大きく寄
与することになる。
【0008】さらに、光検出素子は通常の半導体プロセ
スで製作することができ、量産性に優れている。この点
で、光検出素子としては、半導体基板にフォトダイオー
ドを形成することが好ましい。
【0009】
【発明の実施形態】以下、本発明に係る光ヘッドの実施
形態について、添付図面を参照して説明する。
【0010】(第1実施形態、図1〜図4参照)図1に
おいて、1は記録媒体、5は光ヘッドを示す。記録媒体
1は基板2上に記録層3を形成したもので、回転駆動軸
4を中心に回転駆動可能とされている。なお、記録媒体
1の構成は任意である。
【0011】光ヘッド5は、シリコン基板9に微小開口
15を形成して近接場光発生手段としたものである。図
示しない光源(レーザダイオード、発光ダイオード等が
用いられる)から放射されて平行光にコリメートされた
波長λの光が、ミラー7を介して結像レンズ6に入射す
る。この入射光は、図2に示すように、角度θ1で微小
開口15に集光される。
【0012】微小開口15の開口径は波長λ以下に形成
されているため、近接場光が記録媒体1側に浸み出る。
記録媒体1と微小開口15は、その間隔が波長λ以下
(0.05〜0.1μm程度)とされ、近接場光が浸み
出る領域に近接されている。従って、近接場光が微小開
口15の開口径とほぼ同じスポットで記録層3を照射
し、記録ピット3aを形成する。微小開口15の開口径
が0.1μmの場合、近接場光のスポット径(記録ピッ
ト3aの径)は約0.1μmであり、このときの記録密
度は約50GBit/inch2となり、非常に高密度での記録
が達成される。
【0013】一方、読取り時には、前記記録時と同様
に、近接場光が微小開口15から記録層3に照射され、
記録層3で伝搬光に変換されて反射する。この反射光を
以下に詳述するフォトダイオード10で検出し、記録ピ
ット3aに対応する再生信号を得る。この読取り時にお
いて、フォトダイオード10は反射面、即ち、記録層3
に極めて近接しているため、光量の損失が少なく、SN
比の高い良好な再生信号が得られる。
【0014】以下、フォトダイオード10の構成及び製
作プロセスについて説明する。このフォトダイオード1
0は、図2に示すように、シリコン基板9とボロン注入
層14とで構成されるpn接合型であり、シリコン基板
9には電極11,12が形成されている。
【0015】製作プロセスは図4に示すとおりである。
まず、厚さ200μmのn型シリコン基板9に異方性エ
ッチングによって角度θ2(図2参照)が約60°、開
口径が0.1μmの微小開口15を形成する。
【0016】次に、基板9の裏面に熱酸化法によってS
iO2の絶縁膜13を0.02μmの厚さに形成し、こ
の絶縁膜13に微小開口15を中心とする円環状の凹部
13aをパターニングする。凹部13aは内径が2μ
m、外径が10μmである。さらに、凹部13aにイオ
ン注入法によってボロンを深さ0.2μmまで注入し、
ボロン注入層14を形成する。これにて、pn接合型の
フォトダイオード10が形成されたことになる。
【0017】電極11は、アルミニウムを厚さ0.03
μmでパターニングしたもので、ボロン注入層14上に
形成された円環部11aと、絶縁膜13上に形成された
引出し部11bとからなる(図3参照)。いま一つの電
極12は、基板9上にアルミニウムで0.03μmの厚
さにスパッタリングで形成する。この電極12は基板9
の上面から微小開口15の先端部にまで延在されてい
る。
【0018】最後に、基板9の裏面側にSiO2を0.
01μmの厚さにCVD法によって成膜し、保護膜17
を形成する。
【0019】(第2実施形態、図5〜図7参照)本第2
実施形態である光ヘッド25は、図1に示した第1実施
形態の光ヘッド5と基本的には同様の構成を有し、フォ
トダイオード30の電極31,32の形状が前記電極1
1,12とは異なっている。従って、図5〜図7におい
ては第1実施形態と同じ部材に同じ符号を付し、その説
明は省略する。
【0020】図5、図6に示すように、電極31はボロ
ン注入層14から絶縁膜13上をストレートに延在して
いる。電極32は、ボロン注入層14の外側にシリコン
基板9に接して形成された略円環部32aと、絶縁膜1
3上に形成された引出し部32bとからなる。
【0021】その製作プロセスは図7に示すとおりであ
る。n型のシリコン基板9に微小開口15を形成する工
程、基板9の裏面に絶縁膜13を形成し、凹部13aを
パターニングする工程、凹部13aにボロン注入層14
を形成してpn接合型のフォトダイオード30とする工
程は数値を含めて前記第1実施形態と同様である。但
し、第2実施形態において、凹部13aの外径は5μm
とされている。内径は第1実施形態と同様に2μmであ
る。
【0022】さらに、前記絶縁膜13をパターニングし
て、内径が6μmで外径が10μmの凹部13bを形成
する。この凹部13bは図6に示すように電極31の近
くで欠損した略円環状とされている。
【0023】電極31はアルミニウムを用いてボロン注
入層14から絶縁膜13上をストレートにパターニング
する。電極32は、前記凹部13bから絶縁膜13上を
アルミニウムを用いてパターニングし、略円環部32a
及び引出し部32bを形成する。最後に、基板9の裏面
側に保護膜17を成膜する。
【0024】なお、本第2実施形態における近接場光に
よる記録/読取りは前記第1実施形態と同様であり、フ
ォトダイオード30によって読取り時の反射光を効率的
に検出できる作用効果も同様である。特に、第2実施形
態においては、電極31,32を同一工程で形成できる
利点を有している。
【0025】(第3実施形態、図8〜図10参照)本第
3実施形態である光ヘッド45は、近接場光発生手段と
して固浸レンズ55を用いたものであり、固浸レンズ5
5はシリコン基板9の開口56に装着されている。
【0026】固浸レンズ55は、高屈折率物質からなる
周知のもので、略半球面から入射した光が底の平面に集
光され、近接場光として浸み出る。近接場光が浸み出る
領域は、入射光の波長λの1/4以下の領域であり、記
録媒体1と固浸レンズ55は近接場領域に近接されてい
る。
【0027】固浸レンズ55の屈折率をnとすると、レ
ンズ55中で入射光の波長は1/nとなり、結果的に結
像レンズ6の開口数NAがn倍されたことになる。即
ち、入射光の波長λが0.63μm、固浸レンズ55の
屈折率nが1.8、入射角度θ1が37°の場合、近接
場光のスポット径(記録ピット3aの径)は約0.29
μmであり、このときの記録密度は約6Gbit/inch2
非常に高密度になる。
【0028】一方、本第3実施形態において、シリコン
基板9は固浸レンズ55のホルダとして機能するが、そ
の構成は図2、図3に示した第1実施形態の基板9と同
一であり、製作プロセスも図4に示したとおりである。
従って、フォトダイオード10の作用効果も第1実施形
態と同様である。
【0029】(他の実施形態)なお、本発明に係る光ヘ
ッドは前記各実施形態に限定するものではなく、その要
旨の範囲内で種々に変更することができる。
【0030】特に、各実施形態で示したpn接合型のフ
ォトダイオードは円形以外にも角形等種々の形状に製作
することができる。微小開口の形状も同様に角形である
必要はなく、円形であってもよいことは勿論である。
【0031】また、製作プロセスとしては、基板にフォ
トダイオードを製作した後に、電子ビームやレーザビー
ムを用いて開口を形成してもよい。この場合は、開口形
成時にフォトダイオードが短絡しないように考慮する必
要がある。さらに、光検出素子は必ずしもフォトダイオ
ードである必要はなく、開口の近傍に素子材料を設けて
製作した光電変換素子であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である光ヘッドの概略構
成図。
【図2】第1実施形態である光ヘッドの詳細を示す断面
図。
【図3】第1実施形態である光ヘッドの底面図、保護膜
は省略されている。
【図4】第1実施形態でのフォトダイオードの製作プロ
セスを示す説明図。
【図5】本発明の第2実施形態である光ヘッドの詳細を
示す断面図。
【図6】第2実施形態である光ヘッドの底面図、保護膜
は省略されている。
【図7】第2実施形態でのフォトダイオードの製作プロ
セスを示す説明図。
【図8】本発明の第3実施形態である光ヘッドの概略構
成図。
【図9】第3実施形態である光ヘッドの詳細を示す断面
図。
【図10】第3実施形態である光ヘッドの底面図、保護
膜は省略されている。
【符号の説明】
1…記録媒体 5,25,45…光ヘッド 9…シリコン基板 10,30…フォトダイオード 11,12,31,32…電極 15…微小開口 55…固浸レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D119 AA11 AA22 AA38 BA01 CA06 CA10 DA01 DA05 JA44 KA02 KA07 5F049 MA02 MB03 MB12 NA01 NB08 PA10 PA11 PA14 QA20 SE05 SZ13 SZ20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 近接場光発生手段を備え、記録媒体に対
    して情報の記録/読取りを行う光ヘッドにおいて、 近接場領域又はその近傍に位置する半導体基板に、記録
    層からの反射光を検出する光検出素子が形成されている
    ことを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項2】 近接場光発生手段である微小開口が前記
    半導体基板に形成されており、前記光検出素子は該微小
    開口の周囲に形成されていることを特徴とする請求項1
    記載の光ヘッド。
  3. 【請求項3】 近接場光発生手段である固浸レンズが前
    記半導体基板に保持されており、前記光検出素子は該保
    持部に形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    光ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記光検出素子は、前記半導体基板に形
    成されたフォトダイオードであることを特徴とする請求
    項1、請求項2又は請求項3記載の光ヘッド。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070261153A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Wise Robert W Protective helmet with flush pivoting ear cups

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05164968A (ja) 1991-12-12 1993-06-29 Olympus Optical Co Ltd ニアフィールド顕微鏡装置
ID16848A (id) * 1996-05-01 1997-11-13 Terastor Corp Kepala layang dengan lensa padat yang terbenam
US5828644A (en) * 1997-04-08 1998-10-27 Seagate Technology, Inc. Microactuator for fine focusing a slider-mounted lens of an optical disc drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6813402B2 (en) 2001-03-08 2004-11-02 Jasco Corporation Fiber, probe and optical head of multiple optical path array type and methods for manufacturing the same

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