JP2000228039A

JP2000228039A - 記録装置及び記録媒体

Info

Publication number: JP2000228039A
Application number: JP11270858A
Authority: JP
Inventors: Masaki Miyamoto; 晶規宮本; Shinichi Wakana; 伸一若菜; Yuji Sakata; 裕司阪田; Kazuyuki Ozaki; 一幸尾崎; Yoshiaki Goto; 善朗後藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】記録装置に関し、高密度で、情報の再生速度
を速くすることのできる記録装置を提供することを目的
とする。【解決手段】情報を保持する記録媒体１２と、該記録
媒体に記録された情報の読み出しを行うための探針１４
と、該探針に接続された制御手段と、該探針と該制御手
段との間に配置された電界効果トランジスタ２６を含
み、該探針１４は該電界効果トランジスタ２６のゲート
３６に接続される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は探針を有する記録装
置に関わり、さらに詳しくは、誘電体薄膜中に捕獲され
た電荷を情報の担体として、電荷の有無により情報ビッ
トの有無を判定する記録装置に関する。本発明はさらに
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータの大容量外部記憶装
置としてハードディスクが使用されている。ハードディ
スクは、猛烈な勢いで単位面積当たりの記憶密度を伸ば
してきたが、１０Ｇビット／（インチ）²が限界と考え
られている。一方、ハードディスクのような磁気記録以
外の方法として、探針を用いた記録方式が提案され、数
テラビット／（インチ）²の大容量記録を実現できると
考えられている。

【０００３】走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡の
原理を応用した記録装置は、例えば特開平２−９８８４
９号公報、特開平３−６８８０３号公報、特開平５−２
８２７１７号公報、及び特開平９−１３４５５２号公報
に記載されている。このような記録装置では、探針を用
いて、記録媒体に情報を書き込み、あるいは記録媒体に
記録された情報を読みだす。

【０００４】特開平５−２８２７１７号公報に記載され
た記録装置では、記録媒体は、導電性基板上に形成さ
れ、電荷を捕獲するための少なくとも１層の誘電体薄膜
を含む。この公報に記載された一つの例においては、下
部電極層と上部強誘電体層とがシリコン基板に形成さ
れ、電荷が上部強誘電体層に捕獲される。つまり、探針
により記録媒体に電圧パルスを与えると、電荷が上部誘
電体層に捕獲され、情報として記録される。この公報に
従来技術として記載された例においては、酸化膜及び窒
化膜がシリコン基板に形成され、電荷が窒化膜に捕獲さ
れるようになっている。

【０００５】また、記録形体の変形として、窒化膜を酸
化膜でサンドイッチする構成としたものや、半導体製探
針とＡｌ基板を用い、表面酸化膜中に電荷を捕獲させる
方式などが提案されている。記録媒体に記録された情報
の読みだしは、探針により記録媒体の電荷の有無を検出
する。このため、容量測定装置が探針に接続され、容量
測定装置は、電荷捕獲位置の下方のシリコン基板の表面
に形成される空乏層に起因する容量変化から、捕獲電荷
の有無を判断し、情報を再生する。

【０００６】しかし、この従来手法は、半導体基板、も
しくは探針内に形成される空乏層の有無による静電容量
の変化に着目して情報を再生させる方式である。実際に
は、微小な容量の変化を検出するために、探針を振動さ
せ、記録媒体との間隔を変化させて、もしくは探針へ印
加するバイアス電圧を変化させて、容量変化曲線の勾配
変化を用いている。そのため、情報の再生速度を速くす
ることは難しい。

【０００７】また、特開平２−０９８８４９号公報で
は、探針を記録媒体に接触させずにトンネル電流を用い
た記録再生が行われ、数オングストロームの精度で探針
と媒体の間隔を制御することが必要である。しかし、記
録媒体のうねりや構造物の熱膨張を補正するために、探
針の数μｍのストロークが必要となる。探針と媒体の間
隔を数オングストロームの精度で制御する機構で、数μ
ｍある記録媒体のうねりや熱膨張の補正を行うことは困
難である。

【０００８】一方、微小な力で探針を記録媒体に接触さ
せて記録再生を行う場合には間隔制御の必要はないが、
接触圧を維持する必要がある。このため、探針をばねに
よって支持し、変動を吸収する。探針の磨耗を考える
と、数μｍある媒体のうねりや熱膨張で接触力が数ｎＮ
のオーダで変化しないことが必要であり、探針を弱いば
ねで支持することが必要になる。一方、媒体の表面は鏡
面に仕上げられるが探針の先端径（１００ｎｍ以下）の
オーダでみると高低差１０ｎｍ程度の凹凸がある。探針
を凹凸のある記録媒体面に常時接触させるためは、共振
周波数は極めて高くなければならない（１ＭＨｚ以
上）。小さなばね定数と高い共振周波数を両立するため
にはばねを微細化するしかない。例えば、ばねを片持梁
（カンチレバー）とした場合、片持梁の長さは１０μｍ
を下回る。しかし、このようなカンチレバーでは記録媒
体のうねりや熱膨張を吸収することは難しい。

【０００９】また、米国特許第５，１３２，９３４号
も、酸化膜及び窒化膜がシリコン基板に形成され、電荷
が窒化膜に捕獲されるようになっている、記録装置を開
示している。この特許では、記録媒体にトラックを形成
することが記載されている。記録媒体の窒化膜の表面に
各トラックを区切る位置を示す溝を形成する方法や、窒
化膜の上に金属の細い帯を付け、金属の帯が各トラック
を区切る位置を示すようになっている。このようにする
ことで、探針が溝の金属を認識してトラックに対する探
針の位置ずれを検出する。しかし、記録媒体の表面に構
造を形成したものは探針と記録媒体との摩擦により探針
が磨耗しやすいという問題がある。

【００１０】さらに、トラックの形成方法として、上記
のように記録媒体の表面に構造を形成するのではなく、
基板の部分に伝導率の違いで縞状の構造をもたせる物も
提案されている。伝導率の大きい縞と伝導率の小さい縞
とが交互に基板に形成してあり、記録媒体の表面から見
るとトラックになる。この基板の上に酸化膜及び窒化膜
が形成される。伝導率の大きい縞ところが記録トラック
となり、伝導率の小さい縞が２つの記録トラックを区切
る。この記録媒体では、電荷の蓄積されるスポット径よ
りも、それにより基板に生じる空乏層のスポット径の方
が大きい。基板の記録トラックを伝導率の小さい縞で区
切ることで、空乏層の広がりを抑え、記録スポットを小
さくできる。しかし、この記録トラックは記録媒体の表
面に構造を形成したものと違って探針によって確認でき
ず、探針をトラックに対して位置決めする手段を別にも
つ必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、情報
の再生速度を速くすることのできる記録装置を提供する
ことである。本発明の他の目的は、探針と記録媒体の磨
耗による変形防止を可能にした記録装置を提供すること
である。

【００１２】本発明の他の目的は、記録媒体の磨耗がな
く記録トラックを確認できるようにした記録装置及び記
録媒体を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
る記録装置は、情報を保持する記録媒体と、該記録媒体
に記録された情報の読み出しを行うための探針と、該探
針に接続された制御手段と、該探針と該制御手段との間
に配置された電界効果トランジスタを含み、該探針は該
電界効果トランジスタのゲートに接続されることを特徴
とするものである。

【００１４】この構成においては、電荷の有無に直接感
応する電界効果トランジスタを探針の付近に作りこみ、
特に情報の再生速度を向上させることができる。上記構
成において、探針はばねを介してスライダに取り付けら
れ、該スライダは弾性的なレバーの先端に設けられる構
成とすることができる。それによって、探針と記録媒体
の磨耗による変形防止が可能になる。

【００１５】本発明の第２の特徴による記録装置は、情
報を保持する記録媒体と、該記録媒体に記録された情報
の読み出しを行うための探針と、該探針を該記録媒体の
表面に沿った方向及び前記表面と垂直な方向へ移動させ
る移動機構と、該探針に接続された検出手段とを備え、
該記録媒体は半導体基板と、該基板に形成された電気的
な絶縁層と、該絶縁層に形成された電荷蓄積層とを含
み、該基板は該絶縁層との界面に近い部分に伝導型がｎ
タイプの部分とｐタイプの部分を縞状に交互に並べてト
ラックを形成している、あるいは、該基板は該絶縁層と
の界面に近い部分に不純物の濃度の大きい部分と不純物
の濃度小さい部分とを縞状に交互に並べてトラックを形
成している、あるいは、該基板の該絶縁層との界面は凹
凸の縞形状となってトラックを形成していることを特徴
とするものである。

【００１６】このようにすることによって、記録媒体の
磨耗がなく記録トラックを確認できるようになる。本発
明の第３の特徴による記録装置は、情報を保持する記録
媒体と、該記録媒体に記録された情報の読み出しを行う
ための探針と、該探針の支持手段と、該探針に接続され
た制御手段とを備え、該記録媒体は導電性基板に電荷蓄
積の性質を有する誘電体膜が形成されたものであって、
複数のほぼ平行に延びるトラックを備え、２つの隣接す
るトラック間の区切りは一定の符号の蓄積された電荷に
よって形成され、動作時、該探針を該記録媒体に接触さ
せ、該探針の先端にトラックの区切りの電荷と同符号の
電荷が誘起されるように該探針と該記録媒体との間に電
圧を保ちながら記録の読み出しを行うことを特徴とする
ものである。

【００１７】このようにすることによって、記録媒体の
表面を平滑に形成することができ、そしてより単純にト
ラッキングすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例による
記録装置１０を示す図である。図２は記録時の記録装置
１０を示し、図３は再生時の記録装置１０を示す。記録
装置１０は、情報を保持する記録媒体１２と、記録媒体
１２に情報を記録し且つ記録媒体１２に記録された情報
の読み出しを行うための探針１４とを備える。探針１４
は弾力性のレバーであるカンチレバー１６の先端に支持
されている。カンチレバー１６は図示しない移動機構に
支持され、探針１４を記録媒体１２の表面に沿った方向
及び記録媒体１２の表面と垂直な方向へ移動させること
ができる。

【００１９】記録媒体１２は、導電性基板１８と、導電
性基板１８の上に形成された酸化膜等の絶縁層２０と、
絶縁層２０の上に形成された窒化膜等の電荷捕獲層２２
とからなる。導電性基板１８はバイアス電源２４又はア
ース２５に選択的に接続される。絶縁層２０の厚さを厚
くすることによって、電荷の注入経路を探針１４からの
みに実質的に限定するのが望ましい。なお、記録媒体１
２は絶縁層２０及び電荷捕獲層２２をもった図示のもの
に限定されず、上記説明したように種々の構成のものを
使用することができる。いずれの場合にも、記録媒体１
２は電荷捕獲層として少なくとも１層の誘電体薄膜を含
む。また、導電性基板１８はシリコン等の半導体基板又
はガラス基板に金属膜を形成したものとすればよい。

【００２０】電界効果トランジスタ２６及び回路基板２
８がカンチレバー１６に搭載される。電界効果トランジ
スタ２６は探針１４と回路基板２８との間でカンチレバ
ー１６に搭載される。パルス発生器３０及び再生回路３
２が回路基板２８に接続され、制御部３４がパルス発生
器３０及び再生回路３２に接続される。制御部３４はバ
イアス電源２４又はアース２５と半導体基板１８との接
続を制御する。

【００２１】図３に示されるように、電界効果トランジ
スタ２６は、ゲート３６と、ソース３８と、ドレイン４
０と、チャネル４２とを含み、探針１４はゲート３６に
接続されている。図２に示されるように、情報を記録す
るときには、制御手段３４は、パルス発生器３０を回路
基板２８を介して探針１４へ接続するとともに、バイア
ス電源２４を半導体基板１２に接続させる。制御部３４
は、外部から与えられた信号を記憶すべき情報パルス列
に変換し、パルス発生器３０に与える。その際、基板１
８には正のバイアス電圧を印加する。パルス発生器３０
は制御部３４から与えられたパルス列に同期して記憶に
適した振幅、幅のパルス電圧４４を生成し、探針１４に
印加する。その結果、基板１８上の電荷捕獲層２２に電
子が注入され、情報記録動作が終了する。電荷４６は非
常に小さい領域に蓄積されるために、非常に高密度の記
録媒体１２を得ることができる。

【００２２】図３に示されるように、情報を再生すると
きには、制御手段３４は、外部からのデータ読み出し依
頼に応じて、半導体基板１２をアース２５に接続すると
ともに、探針１４を使用して捕獲された電荷４６の有無
を検出する。電荷捕獲層２２中に捕獲された電荷４６、
もしくは電荷捕獲層２２中に形成される分極領域によっ
て形成される電界は、電荷捕獲層２２の外部に広がって
おり、電荷捕獲層２２の表面に沿った電界分布の平面的
な分布を測定することによって、捕獲電子４６の存在を
検知することができる。

【００２３】捕獲された電荷４６を電子と仮定すると、
負電荷の存在によって導電性の探針１４の先端は正に帯
電する。探針１４は周囲から絶縁されているため、全電
荷の和は中性であり、探針１４の基底部は負に帯電する
ことになる。この場合、探針１４の基底部はMOS 型の電
界効果トランジスタ２６のゲート３６に接続されてお
り、ゲート３６が負に帯電することで、ソース３８とド
レイン４０間にｐ型のチャネル４２が形成される。従っ
て、電荷捕獲層２２中の電荷４６の有無をソース３８と
ドレイン４０間の導電性の変化として検出することがで
きる。導電性の変化は回路基板２８中の検出回路４８に
よって検出される。検出回路４８で検出された電圧は、
再生回路で増幅し、制御部３４で出力信号に変換したあ
とに、外部に出力する。

【００２４】従来のように電荷捕獲層２２内に捕獲され
た電荷の存在を半導体基板内に形成される空乏層に起因
する静電容量の差として検知する方法に比べて、本方式
では電界効果トランジスタ２６のオンオフ状態が電荷４
６の有無に相当するため、容量変化曲線の勾配から判定
する従来の方法と比べて、再生速度を向上させることが
できる。また、導電性基板を用いることによって、半導
体基板の場合に記録密度を制限する要因であった空乏層
の広がりの影響をなくすことができる。導電性基板は基
板自体が導電性でなくても、ガラス基板又は半導体基板
に金属薄膜を成膜して導電性を与えるようにすればよ
い。この導電性基板の表面に絶縁膜２０を形成する。

【００２５】このように、本発明によれば、探針１４の
基底部を電界効果トランジスタ２６のゲート３６に接続
し、記録媒体１２の電荷捕獲層２２に捕獲された電荷４
６の有無または誘電分極の有無を電界効果トランジスタ
２６のオンオフ状態の変化として検知する。従って、高
密度記録を目的とした探針１４を含む記録装置１０にお
いて、特に再生速度を向上させることができる。

【００２６】図４は本発明による記録装置１０の探針１
４の一例を示す図である。この例では、探針１４は、記
録用及び再生用に共通的に使用されるようになってい
る。探針１４はカンチレバー１６の先端に形成され、記
録用の導体５０及び再生用の導体５２がカンチレバー１
６に形成されている。記録用の導体５０はパルス電圧４
４を探針１４に印加するためのものであり、再生用の導
体５２は探針１４と電界効果トランジスタ２６のゲート
３６とを接続する。電界効果トランジスタ２６はカンチ
レバー１６に形成されている。

【００２７】図５は本発明による記録装置１０の探針１
４の他の例を示す図である。この例では、探針１４は、
記録用及び再生用に共通的に使用されるようになってい
る。探針１４はカンチレバー１６の先端に形成され、記
録用の導体５０及び再生用の導体５２がカンチレバー１
６に形成されている。記録用の導体５０及び再生用の導
体５２の途中に、それぞれスイッチ（ＦＥＴ）５４、５
６が形成されている。記録時にはスイッチ５４を開き、
スイッチ５６を閉じる。また、再生時にはスイッチ５４
を閉じ、スイッチ５６を開く。こうすることによって、
記録時に、記録パルスによる再生用電界効果トランジス
タ２６の破壊を防止し、再生感度を向上させうる構成と
している。

【００２８】図６は本発明による記録装置１０の探針１
４の他の例を示す図である。この例では、再生用の探針
１４とは別に、記録用の探針１４ａが再生用の探針１４
に近接して設けられている。探針１４、１４ａはカンチ
レバー１６の先端に互いに近接して形成されている。記
録用の導体５０は記録用の探針１４ａに接続され、再生
用の導体５２は再生用の探針１４に接続されている。

【００２９】図７は本発明による記録装置１０の探針１
４の他の例を示す図である。この例は、図６の例と類似
している。この例では、探針１４、１４ａはカンチレバ
ー１６の先端に互いに近接して記録媒体１２の同じトラ
ックにアクセスできるように形成されている。図８は図
７に示した構成にさらに探針先端位置を移動させるアク
チュエータを配設し、記録再生時の位置ずれを補正可能
とした構成である。すなわち、再生用の探針１４及び記
録用の探針１４ａはカンチレバー１６の先端のより変位
しやすい部分１６ａに配置され、アクチュエータ５８、
６０がこの部分１６ａに接続されている。再生用の探針
１４が使用される時、及び記録用の探針１４ａが使用さ
れる時に応じて、アクチュエータ５８、６０を作動させ
て部分１６ａを移動させ、そのときに使用される再生用
の探針１４又は記録用の探針１４ａが記録媒体１２のト
ラックの（所望の記録領域の直上）に正確にアクセスで
きるようにしている。

【００３０】図９は容量計を用いた記録装置を示してい
る。この場合、記録装置１００は、情報を保持する記録
媒体１０２と、記録媒体１０２に情報を記録し且つ記録
媒体１０２に記録された情報の読み出しを行うための探
針１０４と、容量計１０６とを備える。探針１０４は弾
力性のレバーであるカンチレバー１０８の先端に支持さ
れている。記録媒体１０２は、半導体基板１１８と、半
導体基板１１８の上に形成された酸化膜等の絶縁層１２
０と、絶縁層１２０の上に形成された窒化膜等の電荷捕
獲層１２２とからなる。

【００３１】図９の記録装置１００の場合には、記録時
には図１から図３の例と同様にして、電荷４６が電荷捕
獲層１２２に捕獲される。再生時には、電荷捕獲層１２
２内に捕獲された電荷４６の存在を半導体基板１１８内
に形成される空乏層１２４に起因する静電容量の差とし
て容量計１０６によって検知する。図１０から図１２は
記録媒体１２に対する探針１４の支持構造を示す図であ
る。図１０は移動機構６０及び丸いディスク状の記録媒
体１２を示す、図１１は図１０の丸Ａの部分を示す拡大
図である。図１２は図１０及び図１２のスライダに取り
付けられた探針を示す図である。図１２（Ａ）はスライ
ダの側面図、（Ｂ）はスライダの底面図である。

【００３２】図１０において、移動機構６０はガイド６
２とトラッキング方向Ｂに移動可能なアーム６４とを含
む。弾力性のカンチレバー１６がアーム６４の先端に取
り付けられ、スライダ６６がカンチレバー１６の先端に
取り付けられ、小さな板ばね６８がスライダ６６の先端
に取り付けられ、探針１４は板ばね６８の先端に取り付
けられる。従って、探針１４は板ばね６８を介してスラ
イダ６６に取り付けられ、該スライダ６６は弾性的なレ
バー１６の先端に設けられる構成になる。板ばね６８は
片持梁として構成される。

【００３３】記録媒体１２が回転すると、スライダ６６
には浮力が発生するが、カンチレバー１６により、スラ
イダ６６を記録媒体１２の表面に接触摺動あるいは記録
媒体１２の表面から５０ｎｍ程度浮上させる。探針１４
はスライダ６６の下面に対して突出し、スライダ６６が
記録媒体１２に沿って摺動するときに突出量だけ板ばね
６８が変形し、探針１４と記録媒体１２との接触力が数
ｎＮ以下になるようにした。カンチレバー１６は記録媒
体のうねりや熱膨張を吸収し、板ばね６８は微小な力で
探針１４を記録媒体１２に接触させる力を提供する。

【００３４】スライダ６６の下面からの探針１４の飛び
出し量と探針１４の長さは、その量と片持梁である板ば
ね６８のばね定数とを乗じると、数〜数十ｎＮになるよ
う製作する。なお、板ばね６８の長さは１０〜５０μ
ｍ、板ばね６８のばね定数は０．０１〜１Ｎ／ｍで板ば
ね６８に取りついた探針１４の共振周波数は１ＭＨｚ以
上とする。

【００３５】図１３から図１６はスライダ６６と探針１
４の他の例を示す図である。図１３においては、スライ
ダ６６のスライダ面６６ａはディスク状に丸くなってお
り、中央に開口部をもつ。探針１４はスライダ６６の中
央の開口部に配置され、両持梁の形体の板ばね６８によ
ってスライダ６６の中央の開口部の内壁底部に支持され
る。探針１４はスライダ６６の下面に対して突出してい
る。図１３では両持梁の板ばね６８で探針１４を支持し
ているが、片持梁あるいは十字形梁等の板ばね６８であ
ってもよい。図１３のようにすることで、スライダ６６
に傾きが生じても影響を少なくすることができる。

【００３６】図１４及び図１５においては、探針１４は
記録媒体１２の中央部に配置され、片持梁の形体の板ば
ね６８によってスライダ６６の中央の開口部の内壁底部
に支持される。探針１４は記録媒体１２が停止している
時には探針１４は記録媒体１２の表面から離れるように
なっている。よって、探針１４及び記録媒体１２を保護
することができる。

【００３７】スライダ６６は、その中央開口部から記録
媒体１２の回転方向Ｃに見た後流部分６６ｃが切りかか
れている。従って、記録媒体１２が回転するときには浮
上するスライダ６６の下の空気の流れから図１５に矢印
Ｄに示されるようにスライダ６６の中央開口部から後流
部分６６ｃに向かって空気の流れが生じ、探針１４は、
この空気の流れの圧力により記録媒体１４に向かって押
し出され、記録媒体１４に接触する。

【００３８】図１６は、図１２の片持梁の形体の板ばね
６８に圧電アクチュエータ７０を取り付けた例を示す。
圧電アクチュエータ７０に電圧をかけることで板ばね６
８の位置を制御し、探針１４を上下させる。図１７にお
いては、記録媒体１２の停止時のスライダ６６及び探針
１４の保護のためにくさび状の部材７２を設け、スライ
ダ６６が記録媒体１２から外れたときにカンチレバー１
６がくさび状の部材７２に乗り上げるようにすること
で、スライダ６６及び探針１４と記録媒体１２との凝着
を防ぐようにしている。

【００３９】図１８は、探針１４と板バネ６８とを一体
的に形成する例を示す図である。（Ａ）において、シリ
コン基板７４に酸化膜（ＳｉＯ₂）７５を形成し、
（Ｂ）において、レジストのマスク７６をレジスト塗布
後所定の形状にパターニングする。（Ｃ）において、マ
スク７６をした状態でリアクティズイオンエッチング
（ＲＩＥ）を行い、酸化膜７５をパターニングした後、
マスク７６を除去する。（Ｄ）において、酸化膜７５を
マスクとしてＲＩＥを行い、シリコン基板７４のうちで
酸化膜７５の下の部分を残し、概略円錐状の部分７４ｘ
を形成する。（Ｅ）において、熱酸化を行い、熱酸化層
７６を形成する。それから、（Ｒ）において、熱酸化層
７６をエッチングにより除去すると、先鋭なエッジをも
った探針１４が形成される。残ったシリコン基板７４は
薄くなり、探針１４と一体的な板バネ６８として使用可
能になる。好ましくは、探針１４と板バネ６８とスライ
ダ６６とを半導体プロセスにより一体的に整形する。

【００４０】図１９は本発明の第２実施例の記録装置を
示す図である。記録装置８０は、情報を保持する記録媒
体８２と、記録媒体８２に情報を記録し且つ記録媒体８
２に記録された情報の読み出しを行うための探針８４
と、検出手段８６とを備える。探針８４は弾力性のレバ
ーであるカンチレバー８８の先端に支持されている。カ
ンチレバー８８は移動機構９０に取り付けられている。
検出手段８６は制御部９２に接続されている。

【００４１】記録媒体８２は、半導体基板９４と、半導
体基板９４の上に形成された酸化膜等の絶縁層９６と、
絶縁層９６の上に形成された窒化膜等の電荷捕獲層９８
とからなる。半導体基板９４の絶縁層９６との界面に近
い部分が９４ａによって示されている。界面に近い部分
９４ａは、伝導型がｎタイプの部分９４ｎと、伝導型が
ｐタイプの部分９４ｐを縞状に交互に並べてトラックを
形成している。

【００４２】記録媒体８２は図１０の記録媒体１２と同
様にディスク状に形成され、ｎタイプの部分９４ｎ及び
ｐタイプの部分９４ｐはディスクの円周方向に形成され
る。つまり、図１９の記録媒体８２はディスクの半径方
向に切った断面として示されている。ｎタイプの部分９
４ｎ及びｐタイプの部分９４ｐを構成する縞の幅は、記
録スポット径と同程度の１００ｎｍ程度とする。ｎタイ
プの部分９４ｎ及びｐタイプの部分９４ｐは、例えばｎ
タイプのシリコン基板に対して、ＥＢ露光を用いてマス
クを作り、縞状のパターニングをして、ｐタイプの伝導
型になるように不純物をドーピングすることにより形成
される。

【００４３】検出手段８６は、図１から図３に示した記
録装置１０の場合のように探針８８に隣接して電界効果
トランジスタ２６を設け、電界効果トランジスタ２６の
伝導状態を検出するセンサを含むものでよい。あるい
は、検出手段８６は、図９の記録手段の８０の場合のよ
うに容量計１０６を含むものであってもよい。図２０は
検出手段８６として電界効果トランジスタ２６の伝導状
態を検出するセンサを設けた場合のセンサ出力の例を示
す図である。横軸Ｘはｎタイプの部分９４ｎ及びｐタイ
プの部分９４ｐを通る位置を示し、縦軸は電圧を示す。
曲線Ｖｎは探針８４がｎタイプの部分９４ｎにあるとき
のセンサ出力を示し、曲線Ｖｐは探針８４がｐタイプの
部分９４ｐにあるときのセンサ出力を示す。実際にはさ
らにバイアス電圧がかかるので、センサ出力は全体的に
シフトする。このように、探針８４がｎタイプの部分９
４ｎにあるときのセンサ出力とｐタイプの部分９４ｐに
あるときのセンサ出力とは明瞭に区別できるので、探針
８４がｎタイプの部分９４ｎにあるか、あるいはｐタイ
プの部分９４ｐにあるかを明瞭に判別できる。従って、
例えばｎタイプの部分９４ｎを情報を記憶するトラック
として使用し、ｐタイプの部分９４ｐを２つのトラック
間の境界領域として使用する。

【００４４】図２１は検出手段８６として容量計を用い
た場合の容量計の出力及びその微分値を示す図である。
容量計は、探針８４とシリコン基板９４に接続され（図
９参照）、この２つの部材間の静電容量を測定する機能
をもつ。また、制御部９２は探針８４とシリコン基板９
４の間にＤＣ電圧及びＡＣ電圧を与える電圧源を制御
し、バイアス電圧を与えた状態での静電容量測定及びバ
イアス電圧の変調に対する静電容量の変調を測定し、ｄ
Ｃ／ｄＶを測定できるようになっている。

【００４５】図２１において、縦軸は電圧を示し、横軸
は容量を示す。曲線Ｃｎは探針８４がｎタイプの部分９
４ｎにあるときの書き込みがない場合のセンサ出力を示
し、破線の曲線Ｃ′ｎは探針８４がｎタイプの部分９４
ｎにあるときの書き込みがある場合のセンサ出力を示
し、曲線Ｃｐは探針８４がｐタイプの部分９４ｐにある
ときの書き込みがない場合のセンサ出力を示す。なお、
上記センサ出力の微分値を示す曲線も同じ記号Ｃｎ、
Ｃ′ｎ、Ｃｐで示されている。

【００４６】シリコン基板９２がｎタイプであった場合
には、探針８４とシリコン基板９２の間の静電容量のＣ
−Ｖ特性は、図２１のようになることが知られているの
で、バイアス電圧０ＶにおいてｄＣ／ｄＶを測定する
と、探針８４がｎタイプの部分９４ｎの上にある場合は
ｄＣ／ｄＶの値が正になり、探針８４がｐタイプの部分
９４ｐの上にある場合はｄＣ／ｄＶの値が負になる。ｄ
Ｃ／ｄＶの値によって、探針８４がトラック上にある
か、２つのトラックの間の境界領域にあるかを判断する
ことができる。

【００４７】記録は、仮にｎタイプの部分９４ｎに記録
する場合、探針８４をｎタイプの部分９４ｎに合わせ、
探針８４に正の書き込み電圧を加えて、電荷捕獲層９８
に負電荷を蓄積させる。電荷が蓄積すると、Ｃ−Ｖ特性
が図２１のようにシフトするので、バイアス電圧０Ｖと
いう条件でｄＣ／ｄＶを測定すると、書き込みした部分
ではｄＣ／ｄＶが０であり、書き込みしていないｎタイ
プの部分９４ｎは、ｄＣ／ｄＶが正の値となる。

【００４８】図２２はトラッキングを示す図である。ｎ
タイプの部分９４ｎの縞が延びている方向に探針８４を
走査して書き込みと読み出しを行うが、縞に沿った方向
で特定の部分をサーボ区間としておき、このサーボ区間
で探針８４の位置を修正する。サーボ区間では、探針８
４をｎタイプの部分９４ｎとｐタイプの部分９４ｐの中
間に位置するように制御し、サーボ区間から記録区間に
入るときには、トラックと垂直な方向に、ｎタイプの部
分９４ｎとｐタイプの部分９４ｐの中間からｎタイプの
部分９４ｎの縞の中央に相当するだけの既定量を移動
し、ｎタイプの部分９４ｎの縞上で書き込みと読み出し
を行う。記録区間からサーボ区間に入るときには、逆方
向に既定量を移動する。

【００４９】サーボ区間では、ｄＣ／ｄＶを測定し、値
が正なら探針８４がｎタイプの部分９４ｎ側にずれてい
るので、ｐタイプの部分９４ｐ側へ修正し、値が負なら
探針８４がｐタイプの部分９４ｐ側にずれているので、
ｎタイプの部分９４ｎ側へ修正する。サーボ区間とサー
ボ区間との間隔は、探針８４の位置ずれが縞の幅を越え
て起きない程度にする。

【００５０】図２３はトラッキングの他の例を示す図で
ある。図２３の例と同様に、図２３の記録媒体８２は、
ｎタイプの部分９４ｎとｐタイプの部分９４ｐとからな
るサーボ区間と、どちらかのタイプ（ｎタイプとする）
の伝導型をもっている記録区間とからできている。サー
ボ区間で、上記の例と同様に探針８４をｎタイプの部分
９４ｎとｐタイプの部分９４ｐの中間に制御する。その
まま記録区間を直進し、記録媒体８２に書き込みと読み
出しを行う。サーボ区間とサーボ区間との間隔は、探針
８４の位置ずれが縞の幅を越えて起きない程度にする。

【００５１】図２４は図１９の記録装置の変形例を示す
図である。記録装置８０は、記録媒体８２と、探針８４
と、検出手段８６とを備える。探針８４は弾力性のレバ
ーであるカンチレバー８８の先端に支持されている。カ
ンチレバー８８は移動機構９０に取り付けられている。
検出手段８６は制御部９２に接続されている。記録媒体
８２は、半導体基板９４と、半導体基板９４の上に形成
された酸化膜等の絶縁層９６と、絶縁層９６の上に形成
された窒化膜等の電荷捕獲層９８とからなる。半導体基
板９４の絶縁層９６との界面に近い部分が９４ａによっ
て示されている。界面に近い部分９４ａは、不純物（ド
ナー）の濃度の大きい部分９４ｈと不純物（ドナー）の
濃度の小さい部分９４ｌとを縞状に交互に並べてトラッ
クを形成している。

【００５２】この構造は、例えばある不純物濃度のｎタ
イプのシリコン基板に対して、縞状のパターニングをし
てさらにドナー不純物をドーピングするといった方法で
形成する。この場合にも、記録媒体８２は図１０の記録
媒体１２と同様にディスク状に形成され、高不純物濃度
の部分９４ｈ及び低不純物濃度の部分９４ｌはディスク
の円周方向に形成される。つまり、図２４の記録媒体８
２はディスクの半径方向に切った断面として示されてい
る。

【００５３】不純物の濃度の違いにより、探針８４とシ
リコン基板９４の間の静電容量のＣ−Ｖ特性、ｄＣ／ｄ
Ｖ特性は、図２５のようになる。曲線Ｃｈは高不純物濃
度の部分９４ｈにおけるセンサ出力、曲線Ｃｌは低不純
物濃度の部分９４ｌにおけるセンサ出力、曲線Ｃ′ｌは
低不純物濃度の部分９４ｌにおける書き込みがあるとき
のセンサ出力を示す。上記センサ出力の微分値を示す曲
線も同じ記号Ｃｎ、Ｃ′ｎ、Ｃｐで示されている。バイ
アス電圧０ＶにおいてｄＣ／ｄＶを測定すると、高不純
物濃度の部分９４ｈの方が低不純物濃度の部分９４ｌよ
りも信号の絶対値が小さい。

【００５４】トラッキングは、図２２及び図２３を参照
して説明したのと同様に行うが、高不純物濃度の部分９
４ｈと、低不純物濃度の部分９４ｌの中間に探針８４が
位置したときには、ｄＣ／ｄＶは、図２５の高濃度と低
濃度の曲線の間の値をとる。この中間点でのｄＣ／ｄＶ
の値を、縞と垂直に走査することなどで求めておき、こ
の値を基準に位置制御を行う。

【００５５】図２６は図１９の記録装置の変形例を示す
図である。記録装置８０は、記録媒体８２と、探針８４
と、検出手段８６とを備える。探針８４は弾力性のレバ
ーであるカンチレバー８８の先端に支持されている。カ
ンチレバー８８は移動機構９０に取り付けられている。
検出手段８６は制御部９２に接続されている。記録媒体
８２は、半導体基板９４と、半導体基板９４の上に形成
された酸化膜等の絶縁層９６と、絶縁層９６の上に形成
された窒化膜等の電荷捕獲層９８とからなる。半導体基
板９４の絶縁層９６との界面は凹凸の縞形状となってト
ラックを形成している。すなわち、半導体基板９４の表
面は凸部９４ｔと凹部９４ｏとを有する。電荷捕獲層９
８はこの凹凸を吸収し、電荷捕獲層９８の表面はほぼ平
面となるようにする。この構造は、シリコン基板９４に
パターニングしてエッチングして、縞状の凹凸を形成
し、その表面に酸化膜、窒化膜を形成することにより得
られる。

【００５６】探針８４を記録媒体８２の表面に接触した
場合の探針８４とシリコン基板９４との間の静電容量
は、シリコン基板９４の凹凸によりシリコン基板９４と
記録媒体８２の表面との距離が変わるので、図２７のよ
うな特性をもつ（基板の伝導型はｎタイプとする）。曲
線Ｃｔは凸部９４ｔにおけるセンサ出力、曲線Ｃｏは凹
部９４ｏにおけるセンサ出力、曲線Ｃ′ｏは凸部９４ｔ
ににおける書き込みがあるときのセンサ出力を示す。上
記センサ出力の微分値を示す曲線も同じ記号Ｃｔ、Ｃ′
ｔ、Ｃｏで示されている。バイアス電圧０Ｖにおいてｄ
Ｃ／ｄＶを測定すると、探針８４が基板の凸部９４ｔに
相当する位置にある場合はｄＣ／ｄＶの値が大きくな
り、探針８４が基板の凹部９４ｏに相当する位置にある
場合はｄＣ／ｄＶの値が小さくなる。トラッキングは、
前の例と同様な方法で行う。

【００５７】図２８は本発明の第３実施例の記録装置を
示す図である。図２９はディスクとして形成された図２
８の記録媒体を示す図である。図３０は図２８の記録装
置の探針の支持手段の部分及び記録媒体を示す図であ
る。図３１は図２８の記録装置の概略構成を示す図であ
る。図３２は図３１の回路構成図である。図２８におい
て、記録装置１５０は、情報を保持する記録媒体１５２
と、記録媒体１５２に記録された情報の読み出し（及び
書き込み）を行うための探針１５４と、探針１５４の支
持手段１５６と、探針１５４に接続された制御手段１５
８とを備える。

【００５８】図３１及び図３２に示されるように、記録
媒体１５２は導電性基板１６０に電荷蓄積の性質を有す
る誘電体膜１６２が形成されたものである。より詳細に
は、図１を参照して説明した記録媒体１２と同様に、シ
リコン基板に該誘電体膜として酸化シリコン膜（絶縁
層）１６０及び窒化シリコン膜（電子捕獲層）１６２を
順に積層したものである。導電性基板１６０は電源１６
４に接続され、探針１５４にパルス電圧を印加すること
によって、電荷４６が記録情報として蓄積される（図２
８）。

【００５９】記録媒体１５２は、複数のほぼ平行に延び
るトラック１６６と、２つの隣接するトラック１６６間
の区切り１６８とを有する。図２９において、図２８の
記録媒体１５２はディスクとして形成され、トラック１
６６は円周状又は渦巻き状に設けられる。ただし、トラ
ック１６６は円周状又は渦巻き状に設けられる例に限定
されない。

【００６０】図２８において、トラックの区切り１６８
は、一定の符号の、一定間隔の縞状に蓄積された電荷１
７０によって形成される。電荷１７０は、動作時、探針
１５２の先端に誘起される電荷１７２と同じ符号をもつ
ようになっている。例えば、探針１５２の先端に誘起さ
れる電荷１７２は＋の場合には、情報記録用の電荷４６
が−となり、トラックの区切り１６８を形成する電荷１
７０は＋とする。すなわち、動作時、探針１５２を記録
媒体１５４に接触させ、探針１５４の先端にトラックの
区切り１６８の電荷１７０と同符号の電荷１７２が誘起
されるように探針１５４と記録媒体１５２との間に電圧
を保ちながら記録の読み出しを行う。

【００６１】さらに探針の支持手段１５６は、移動機構
１７４と、バネ支持部１７６と、板バネ１７８と、カン
チレバー１８０とからなる。バネ支持部１７６は移動機
構１７４の一部であり、板バネ１７８は移動機構１７４
のバネ支持部１７６に支持され、カンチレバー１８０は
板バネ１７８に支持され、探針１５４はカンチレバー１
８０に支持される。

【００６２】図３０に詳細に示されるように、板バネ１
７８は、矢印Ｘで示されるように、記録媒体１５２の表
面と平行でトラック１６６と垂直な方向に撓むことがで
きる。カンチレバー１８０は、矢印Ｙで示されるよう
に、記録媒体１５２の表面の法線方向に撓むことができ
る。記録媒体１５２は回転するので、探針１５４はトラ
ック１６６に沿って矢印Ｓで示されるように記録媒体１
５２に対して相対的に移動する。また、移動機構１７４
はトラッキングのために探針１５４をトラック１６６に
対して垂直な方向に移動させることができる。

【００６３】従って、記録動作には、導電性基板１６０
に対して探針１５４の先端に＋の電荷１７２を形成さ
れ、誘電体膜１６２に導電性基板１６０からの−の電荷
４６が誘起されて、記録が書き込まれる。探針１５４の
先端の＋の電荷１７２はトラックの区切りの１６６の＋
の電荷１７０から反発力を受ける。探針１５４は２つの
隣接するトラックの区切りの１６６の間にあり、探針１
５４がいずれか一方のトラックの区切りの１６６に偏っ
て近寄ると、そのトラックの区切りの１６６の＋の電荷
１７０からの反発力が大きくなり、探針１５４は２つの
隣接するトラックの区切りの１６６の間の中央に位置す
るように保たれる。このように、探針１５４は、トラッ
ク（記録位置）の中心からずれると、トラックの中心の
向きの力を受ける。横向きの板バネ１７８が適切に撓む
ことにより、探針１５４がトラック１６６の中心に向っ
て動くことができる。

【００６４】再生動作時には、探針１５４を記録媒体１
５２の誘電体膜１７０に接触させ、探針１５４の先端に
トラックの区切り１６６の電荷１７０と同符号の電荷１
７２が誘起される電圧に、探針１５４と導電性基板１６
０の間に電圧を保ちながら、電荷４６の存在に従って記
録の読み出しを行う。この場合にも、探針１５４が、ト
ラック（記録ビット）１６６の蓄積電荷４６から引力を
受け、トラックの区切り１６６の電荷１７０から反発力
を受けて、トラック中央に位置するように保たれる。

【００６５】また、図３１に示されるように、横向きの
板バネ１７８の撓みを検出する撓み検出手段１８２を設
け、検出した撓みに相当する信号を移動機構１７４に対
してフィードバックする。これによって、上記した電荷
の反発力により探針１５４をトラック１６６の中央に位
置することを助けるようにすることもできる。図３２に
おいては、図３１の撓み検出手段１８２は、板バネ１７
８に取りつけられたピエゾ抵抗素子１８２ａと、ピエゾ
抵抗素子１８２ａの出力を受けて撓みに応じた抵抗の変
化を検出するための抵抗検出器１８２ｂとからなる。

【００６６】また、制御部は、読取り回路１５８ａと、
書き込み回路１５８ｂと、電圧制御回路１５８ｃとを含
む。読取り回路１５８ａはＮＯＳ媒体を用いる場合には
静電容量検出器を用いてもよく、探針と記録媒体の間の
電圧は読取りに好適な電圧に制御する。書き込み回路１
５８ｂは記録の書き込み動作に必要な電圧を発生させ
る。電圧制御回路１５８ｃは探針と記録媒体の基板の電
圧を制御する。

【００６７】このように、記録媒体１５２の表面に蓄積
されている電荷４６、１７０と、探針１５４の先端の電
荷１７２との間のクーロン力により撓む横向きの板バネ
１７８を用いて、探針１５４の位置が自然と修正される
ようにする。また、横向きの板バネ１７８の撓みにより
記録トラック１６６からの探針１５４のずれを検出し、
移動機構１７４によって探針１５４の位置の修正を助け
て、トラッキングを行う。

【００６８】シリコン基板１６０上に酸化膜、窒化膜を
順に積層したＮＯＳ媒体１５２を用い、電荷蓄積記録を
行う場合、２．３×１０^-6（Ｃ／ｃｍ²）程度の電荷が
蓄積される。よって、１００ｎｍ角の面積に蓄積されて
いる電荷４６は２．３×１０ ^-16となり、同じ大きさの
電荷が探針１５４の先端に誘起されているとして、５０
ｎｍの距離を仮定すると、クーロン力の大きさは１．９
×１０^-7となる。よって、板バネ１７８のばね定数とし
ては、０．１（Ｎ／ｍ）から数（Ｎ／ｍ）という程度の
一般的な原子間顕微鏡に使用されるカンチレバーのばね
定数と同じ程度又はもっと大きなものでよい。

【００６９】比較的に硬いバネを用い、横向きの板バネ
１７８の撓みを検出し、探針の移動機構１７４にフィー
ドバックすることで、探針１５４をトラック１６６の中
央に保つようにする。フィードバックとともに、硬いバ
ネにすることで、トラッキングの応答速度を上げること
ができる。また、図３２において、探針１５４が記録媒
体１５２の表面に接触したことを検出するために、カン
チレバー１８０の撓みを検出する検出器１８４（例えば
光テコ検出器）が設けられている。

【００７０】図３３は記録媒体にトラックの区切りとな
る電荷を縞状に蓄積する例を示す図である。この例で
は、トラックパターンをもつ書き込み板１９０及び電圧
発生器１９２を使用する。書き込み板１９０は例えば図
２８のトラックの区切り１６８に相当する電極パターン
を有する。書き込み板１９０を記録媒体１５４の表面に
密着させ、導電性基板１６０と書き込み板１９０の間に
電圧を印加する。こうすれば、記録媒体１５４にトラッ
クの区切り１６８を形成する電荷１７０が蓄積される。

【００７１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ないが、上記実施例をまとめると、下記の構成が得られ
る。情報を保持する記録媒体と、該記録媒体に記録され
た情報の読み出しを行うための探針と、該探針に接続さ
れた制御手段と、該探針と該制御手段との間に配置され
た電界効果トランジスタを含み、該探針は該電界効果ト
ランジスタのゲートに接続されることを特徴とする記録
装置。

【００７２】該記録媒体が基板上に形成され、電荷を捕
獲するための少なくとも１層の誘電体薄膜を含むことを
特徴とする記録装置。該探針を支持する弾性的なレバー
を含み、該電界効果トランジスタは該レバーに該探針に
近接して形成されていることを特徴とする記録装置。該
弾性的なレバーに支持された回路基板を含み、該電界効
果トランジスタは該レバー上に該探針と該回路基板との
間に配置されることを特徴とする記録装置。

【００７３】該探針と、該電界効果トランジスタのゲー
トとの間に絶縁用スイッチを配設し、情報記録時の電圧
パルス印加によるトランジスタの破壊を防止することを
特徴とする記録装置。該探針はばねを介してスライダに
取り付けられ、該スライダは弾性的なレバーの先端に設
けられることを特徴とする記録装置。

【００７４】該スライダは該記録媒体に対して浮上する
ことを特徴とする記録装置。該探針は、該スライダが記
録媒体に対して相対移動することにより発生する空気流
により該記録媒体に押しつけられるようになっているこ
とを特徴とする記録装置。情報を保持する記録媒体と、
該記録媒体に記録された情報の読み出しを行うための探
針と、該探針を該記録媒体の表面に沿った方向及び前記
表面と垂直な方向へ移動させる移動機構と、該探針に接
続された検出手段とを備え、該記録媒体は半導体基板
と、該基板に形成された電気的な絶縁層と、該絶縁層に
形成された電荷蓄積層とを含み、該基板は該絶縁層との
界面に近い部分に伝導型がｎタイプの部分とｐタイプの
部分を縞状に交互に並べてトラックを形成し、又は、該
基板は該絶縁層との界面に近い部分に不純物の濃度の大
きい部分と不純物の濃度小さい部分とを縞状に交互に並
べてトラックを形成し、又は、該基板の該絶縁層との界
面は凹凸の縞形状となってトラックを形成していること
を特徴とする記録装置。

【００７５】該記録媒体に形成されたトラックはサーボ
区間と記録区間とをもち、サーボ区間では該探針を２つ
の縞の中間に位置するように制御し、記録区間では該探
針の位置をサーボ区間とは既定量だけ縞と垂直な方向に
ずらし、一方の縞の中央において記録の書き込みと読み
出しとを行うことを特徴とする記録装置。該記録媒体
は、前記縞状のトラックのあるサーボ区間と、一様な性
質の基板からなる記録区間をもち、サーボ区間では該探
針を２つの縞の中間に位置するように制御し、記録区間
では該探針を縞と垂直な方向には動かさずに位置を保っ
て、次のサーボ区間まで移動しつつ、記録の書き込みと
読み出しとを行うことを特徴とする記録装置。

【００７６】情報を保持する記録媒体と、該記録媒体に
記録された情報の読み出しを行うための探針と、該探針
の支持手段と、該探針に接続された制御手段とを備え、
該記録媒体は導電性基板に電荷蓄積の性質を有する誘電
体膜が形成されたものであって、複数のほぼ平行に延び
るトラックを備え、２つの隣接するトラック間の区切り
は一定の符号の蓄積された電荷によって形成され、動作
時、該探針を該記録媒体に接触させ、該探針の先端にト
ラックの区切りの電荷と同符号の電荷が誘起されるよう
に該探針と該記録媒体との間に電圧を保ちながら記録の
読み出しを行うことを特徴とする記録装置。

【００７７】該支持手段は、該記録媒体の表面と平行で
該トラックと垂直な方向に撓む板バネと、該媒体５の表
面の法線方向に撓むカンチレバーとを含むことを特徴と
する記録装置。該支持手段は、さらに移動機構を備え、
該板バネは該移動機構に支持され、該カンチレバーは該
板バネに支持され、該探針は該カンチレバーに支持され
ることを特徴とする記録装置。

【００７８】該板バネの撓みを検出する撓み検出手段を
さらに備え、板バネの撓み検出手段に出力に基づいて該
移動機構を制御することを特徴とする記録再生装置。該
板バネの撓み検出手段はピエゾ抵抗素子と、該ピエゾ抵
抗素子の出力を受けて撓みに応じた抵抗の変化を検出す
るための抵抗検出器とからなることを特徴とする記録再
生装置。

【００７９】該記録媒体は、シリコン基板に該誘電体膜
として酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜を順に積層し
たものであることを特徴とする記録再生装置。該記録媒
体にトラックの区切りとなる電荷を縞状に蓄積する手段
を備え、該電荷蓄積手段は、トラックパターンをもつ書
き込み板を該記録媒体の表面に密着させ、導電性基板と
書き込み板の間に電圧を印加することを特徴とする記録
再生装置。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録密度が高く、少なくとも再生速度の速い記録装置を
得ることができる。また、記録媒体のうねりや熱膨張と
いった大きな位置変動に追従するための複雑な機構を用
いることなしに、探針を用いた記録装置を実現すること
ができる。また、記録トラックを記録媒体の内部に形成
しながら、探針により記録トラックを検出することがで
きる。記録媒体の表面が平らであることで、探針にダメ
ージを与えにくく、また記録トラックの検出には、電荷
蓄積の読み出しに使う機構が使えるという利点がある。

【００８１】さらに、記録媒体表面を平滑に保ち、記録
再生の探針をシンプルな制御によりトラッキングするこ
とができるため、探針と記録媒体の表面の磨耗を低減
し、安定なトラッキング動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による記録装置を示す図で
ある。

【図２】記録時の記録装置を示す図である。

【図３】再生時の記録装置を示す図である。

【図４】記録装置の探針の一例を示す図である。

【図５】記録装置の探針の他の例を示す図である。

【図６】記録装置の探針の他の例を示す図である。

【図７】記録装置の探針の他の例を示す図である。

【図８】記録装置の探針の他の例を示す図である。

【図９】容量計を用いた記録装置を示す図である。

【図１０】記録媒体に対する探針の支持構造を示す図で
ある。

【図１１】図１０の丸Ａの部分を示す拡大図である。

【図１２】図１０及び図１２のスライダに取り付けられ
た探針を示す図である。

【図１３】スライダと探針の他の例を示す図である。

【図１４】スライダと探針の他の例を示す図である。

【図１５】スライダと探針の他の例を示す図である。

【図１６】スライダと探針の他の例を示す図である。

【図１７】探針を支持する機構の他の例を示す図であ
る。

【図１８】探針と板バネとを一体的に形成する例を示す
図である。

【図１９】本発明の第２実施例の記録装置を示す図であ
る。

【図２０】電界効果トランジスタの伝導状態を検出する
センサを設けた場合のセンサ出力の例を示す図である。

【図２１】容量計の出力及びその微分値を示す図であ
る。

【図２２】トラッキングを示す図である。

【図２３】トラッキングの他の例を示す図である。

【図２４】図１９の記録装置の変形例を示す図である。

【図２５】容量計の出力及びその微分値を示す図であ
る。

【図２６】図１９の記録装置の変形例を示す図である。

【図２７】容量計の出力及びその微分値を示す図であ
る。

【図２８】本発明の第３実施例の記録装置を示す図であ
る。

【図２９】ディスクとして形成された図２８の記録媒体
を示す図である。

【図３０】図２８の記録装置の探針の支持手段の部分及
び記録媒体を示す図である。

【図３１】図２８の記録装置の概略構成を示す図であ
る。

【図３２】図３１の例の回路構成図である。

【図３３】記録媒体にトラックの区切りとなる電荷を縞
状に蓄積する例を示す図である。

【符号の説明】

１０…記録装置１２…記録媒体１４…探針１６…カンチレバー１８…基板２０…絶縁層２２…電荷捕獲層２６…電界効果トランジスタ４６…電荷６６…スライダ６８…板ばね８０…記録装置８２…記録媒体８４…探針８６…検出手段９４…基板９６…絶縁層９８…電荷捕獲層９４ｎ…ｎタイプの部分９４ｐ…ｐタイプの部分９４ｈ…高不純物濃度の部分９４ｌ…低不純物濃度の部分９４ｔ…凸部９４ｏ…凹部１５０…記録装置１５２…記録媒体１５４…探針１６６…トラック１６８…トラックの区切り１７０…電荷１７８…板バネ１８０…カンチレバー１８２…撓み検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｂ 7/34 Ｇ０１Ｂ 7/34 Ｚ 21/30 21/30 Ｚ (72)発明者阪田裕司神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者尾崎一幸神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者後藤善朗神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を保持する記録媒体と、該記録媒体
に記録された情報の読み出しを行うための探針と、該探
針に接続された制御手段と、該探針と該制御手段との間
に配置された電界効果トランジスタを含み、該探針は該
電界効果トランジスタのゲートに接続されることを特徴
とする記録装置。
【請求項２】該探針はばねを介してスライダに取り付
けられ、該スライダは弾性的なレバーの先端に設けられ
ることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】情報を保持する記録媒体と、該記録媒体
に記録された情報の読み出しを行うための探針と、該探
針を該記録媒体の表面に沿った方向及び前記表面と垂直
な方向へ移動させる移動機構と、該探針に接続された検
出手段とを備え、該記録媒体は半導体基板と、該基板に
形成された電気的な絶縁層と、該絶縁層に形成された電
荷蓄積層とを含み、該基板は該絶縁層との界面に近い部
分に伝導型がｎタイプの部分とｐタイプの部分を縞状に
交互に並べてトラックを形成し、又は、該基板は該絶縁
層との界面に近い部分に不純物の濃度の大きい部分と不
純物の濃度小さい部分とを縞状に交互に並べてトラック
を形成し、又は、該基板の該絶縁層との界面は凹凸の縞
形状となってトラックを形成していることを特徴とする
記録装置。
【請求項４】情報を保持する記録媒体と、該記録媒体
に記録された情報の読み出しを行うための探針と、該探
針の支持手段と、該探針に接続された制御手段とを備
え、該記録媒体は導電性基板に電荷蓄積の性質を有する
誘電体膜が形成されたものであって、複数のほぼ平行に
延びるトラックを備え、２つの隣接するトラック間の区
切りは一定の符号の蓄積された電荷によって形成され、
動作時、該探針を該記録媒体に接触させ、該探針の先端
にトラックの区切りの電荷と同符号の電荷が誘起される
ように該探針と該記録媒体との間に電圧を保ちながら記
録の読み出しを行うことを特徴とする記録装置。