JPH07230603A - 高密度記録および再生装置 - Google Patents
高密度記録および再生装置Info
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- JPH07230603A JPH07230603A JP6018401A JP1840194A JPH07230603A JP H07230603 A JPH07230603 A JP H07230603A JP 6018401 A JP6018401 A JP 6018401A JP 1840194 A JP1840194 A JP 1840194A JP H07230603 A JPH07230603 A JP H07230603A
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
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- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
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- G11B2005/0005—Arrangements, methods or circuits
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- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/865—Magnetic force probe
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的はチップの磁化方向の高速スイッ
チングの可能な、具体的には１０ＭＨｚのオーダーでス
イッチング可能な素子により、データの高速記録再生が
可能な装置を提供し、磁界駆動コイルの製造プロセスを
簡略化することにある。 【構成】本発明の主要な構成は非磁性材料から成るコア
と、コアを被覆する軟磁性材料から成る薄膜を有するチ
ップと、導電性の磁気記録媒体と、チップ周囲に形成さ
れたコイルであり、上記コイルに信号電流を印加し、こ
の信号電流に応じて発生する磁界によって磁気記録を行
う。さらにチップと媒体間に発生するトンネル電流によ
ってチップと媒体間距離を制御する。コアを形成する非
磁性材料は、タングステンＷ、白金Ｐｔ、イリジウムＩ
ｒ、白金イリジウムＰｔＩｒ、金Ａｕ、グラスファイバ
ー、カーボンファイバー等であり、コアを被覆する軟磁
性材料は膜厚５００〜３０００ÅのＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＦｅＳｉＢ等である。
チングの可能な、具体的には１０ＭＨｚのオーダーでス
イッチング可能な素子により、データの高速記録再生が
可能な装置を提供し、磁界駆動コイルの製造プロセスを
簡略化することにある。 【構成】本発明の主要な構成は非磁性材料から成るコア
と、コアを被覆する軟磁性材料から成る薄膜を有するチ
ップと、導電性の磁気記録媒体と、チップ周囲に形成さ
れたコイルであり、上記コイルに信号電流を印加し、こ
の信号電流に応じて発生する磁界によって磁気記録を行
う。さらにチップと媒体間に発生するトンネル電流によ
ってチップと媒体間距離を制御する。コアを形成する非
磁性材料は、タングステンＷ、白金Ｐｔ、イリジウムＩ
ｒ、白金イリジウムＰｔＩｒ、金Ａｕ、グラスファイバ
ー、カーボンファイバー等であり、コアを被覆する軟磁
性材料は膜厚５００〜３０００ÅのＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ
Ｎｂ、ＣｏＦｅＳｉＢ等である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型プローブ顕微鏡
に使用されるトンネル電流を応用した磁気記録および、
再生に関する装置に係るものであり、特に、記録用チッ
プのスイッチング速度を高め、記録速度の向上を図るも
のである。また改良されたコイル構成により製造プロセ
スを簡略化することを可能とするものである。
に使用されるトンネル電流を応用した磁気記録および、
再生に関する装置に係るものであり、特に、記録用チッ
プのスイッチング速度を高め、記録速度の向上を図るも
のである。また改良されたコイル構成により製造プロセ
スを簡略化することを可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に探針を使用した顕微鏡を走査型プ
ローブ顕微鏡、すなわちＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐ
ｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、またはＳＸＭ（Ｘ
はトンネル電流、原子間力等の表面の局所的な物理量）
等と称されている。これらは金属、半導体等の表面観
察、磁性体の磁区の観察等、応用分野はますます広がっ
ている。近年、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を使用
した高密度記録技術に関する開発が盛んに行われてい
る。
ローブ顕微鏡、すなわちＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐ
ｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、またはＳＸＭ（Ｘ
はトンネル電流、原子間力等の表面の局所的な物理量）
等と称されている。これらは金属、半導体等の表面観
察、磁性体の磁区の観察等、応用分野はますます広がっ
ている。近年、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を使用
した高密度記録技術に関する開発が盛んに行われてい
る。
【０００３】ＳＸＭを高密度磁気記録に応用した技術と
して、例えば以下の文献が公表されている。
して、例えば以下の文献が公表されている。
【０００４】(1) H.J. Mamin, P.H. Guethner, and D.
Rugar, "Atomic Emission from a Gold Scanning-Tunne
ling-Microscope Tip", Phys. Rev. Lett., Vol. 65, N
o. 19,pp.2418-2421, 5, Nov. 1990. (2) R.C. Barrett and C.F. Quate, "Charge storage i
n a nitride-oxide-silicon medium by scanning capac
itance microscopy", J. Appl. Phys. 70(5), 1991, p
p.2725-2733. (3) R.C.Barrett and C.F.Quate, "Large-scale charge
storage by scanning capacitance microscopy", Ultr
amicroscopy 42-44(1992), pp.262-267. (4) J.Moreland and P.Rice, "High-resolution tunnel
ing-stabilized magnetic imaging and recording", AP
PL．Phys. Lett., 57(3), 310, 1990, pp.310-312. (5) O.Watanuki, S. Tsuji et al., "Small magnetic p
atterns written with ascanning tunneling microscop
e", IEEE Trans. Magn., Vol.27, No.6, Nov.1991, pp.
5289-5291. (6) T.Ohkubo, J. Kishigami et al., "Submicron magn
etizing and its detection based on the point magne
tic recording concept", IEEE Trans. Magn., Vol. 2
7, No. 6, 1991, pp.5286-5288.
Rugar, "Atomic Emission from a Gold Scanning-Tunne
ling-Microscope Tip", Phys. Rev. Lett., Vol. 65, N
o. 19,pp.2418-2421, 5, Nov. 1990. (2) R.C. Barrett and C.F. Quate, "Charge storage i
n a nitride-oxide-silicon medium by scanning capac
itance microscopy", J. Appl. Phys. 70(5), 1991, p
p.2725-2733. (3) R.C.Barrett and C.F.Quate, "Large-scale charge
storage by scanning capacitance microscopy", Ultr
amicroscopy 42-44(1992), pp.262-267. (4) J.Moreland and P.Rice, "High-resolution tunnel
ing-stabilized magnetic imaging and recording", AP
PL．Phys. Lett., 57(3), 310, 1990, pp.310-312. (5) O.Watanuki, S. Tsuji et al., "Small magnetic p
atterns written with ascanning tunneling microscop
e", IEEE Trans. Magn., Vol.27, No.6, Nov.1991, pp.
5289-5291. (6) T.Ohkubo, J. Kishigami et al., "Submicron magn
etizing and its detection based on the point magne
tic recording concept", IEEE Trans. Magn., Vol. 2
7, No. 6, 1991, pp.5286-5288.
【０００５】近年、提案されているＳＴＭを使用したデ
ータ記録再生装置の構成は導電性のチツプを導電性の磁
気記録媒体表面に近接させ、トンネル電流一定の条件で
チップと媒体の相対位置を動かし、データに応じた電流
をチップ周囲のコイルに加え、チップから磁界を発生さ
せることで記録媒体に磁気記録を行う。再生時にはチッ
プを磁気記録媒体に近接させて発生するトンネル電流に
よりチップのＺ位置を決め、磁気抵抗効果（ＭＲ）効果
により磁気記録媒体上の情報を読み取るものである。Ｎ
ｉＦｅ膜をコートしたプローブ型のＭＲセンサに関して
は例えばJ.C.Slonczewskiによって検討されている。
（文献７）
ータ記録再生装置の構成は導電性のチツプを導電性の磁
気記録媒体表面に近接させ、トンネル電流一定の条件で
チップと媒体の相対位置を動かし、データに応じた電流
をチップ周囲のコイルに加え、チップから磁界を発生さ
せることで記録媒体に磁気記録を行う。再生時にはチッ
プを磁気記録媒体に近接させて発生するトンネル電流に
よりチップのＺ位置を決め、磁気抵抗効果（ＭＲ）効果
により磁気記録媒体上の情報を読み取るものである。Ｎ
ｉＦｅ膜をコートしたプローブ型のＭＲセンサに関して
は例えばJ.C.Slonczewskiによって検討されている。
（文献７）
【０００６】(7) J.C.Sclonczewski, "Magnetic theory
of very small devices(invited)",J. Appl. Phys.67
(9).1 May 1990, pp.5341-5346.
of very small devices(invited)",J. Appl. Phys.67
(9).1 May 1990, pp.5341-5346.
【０００７】例えば、Ｃｏ−Ｃｒ等の垂直記録媒体に対
してＮｉあるいはパーマロイ等の磁性材料からなるチッ
プをトンネル電流が発生するまで近接させ、この近接位
置を保持しながら記録および再生を行うもので、この位
置制御のためにはピエゾ素子等が用いられる。
してＮｉあるいはパーマロイ等の磁性材料からなるチッ
プをトンネル電流が発生するまで近接させ、この近接位
置を保持しながら記録および再生を行うもので、この位
置制御のためにはピエゾ素子等が用いられる。
【０００８】Barrettら（上記文献２，３）はＰ型シリ
コンとＳｉ3Ｎ4との間に構成したＳｉＯ2内におけるチ
ャージ・トラップを利用して５０Ｍｂ／ｉｎ2の記録密
度を達成（上記文献２，３）している。この方法によれ
ば高密度記録は可能となるが、時間経過に伴う電荷の放
電によってデータの保持が困難であるという欠点があ
る。
コンとＳｉ3Ｎ4との間に構成したＳｉＯ2内におけるチ
ャージ・トラップを利用して５０Ｍｂ／ｉｎ2の記録密
度を達成（上記文献２，３）している。この方法によれ
ば高密度記録は可能となるが、時間経過に伴う電荷の放
電によってデータの保持が困難であるという欠点があ
る。
【０００９】ＳＸＭによるサブミクロン単位の磁性パタ
ーンの形成が水平あるいは垂直記録媒体上で実現（上記
文献４，５，６）されている。これらの技術によれば、
磁気ドットのサイズは４００〜８００ｎｍであり、これ
は数Ｇｂ／ｉｎ2の記録密度に相当するものである。
ーンの形成が水平あるいは垂直記録媒体上で実現（上記
文献４，５，６）されている。これらの技術によれば、
磁気ドットのサイズは４００〜８００ｎｍであり、これ
は数Ｇｂ／ｉｎ2の記録密度に相当するものである。
【００１０】しかし、これらの開示された技術において
は、チップ先端の磁化方向を高速反転、すなわち高速に
スイッチングすることは困難である。従来、提案されて
いる方法に従えば、スイッチング速度はＫＨｚのオーダ
ーであり、２００〜３００ＫＨｚのスイッチングを達成
してデータ記録を実行するのが限界であった。しかしな
がら、データ書き込み速度の高速化に対応するには高速
スイッチングは当然要求される技術である。本発明は非
磁性材を高透磁率の磁性薄膜でコートしたチップによ
り、高速スイッチングを実現する。コートしたチップの
スイッチング速度については下記文献（８）によると、
薄膜ヘッドでチップ先端に高周波磁界を印加した場合１
０ＭＨｚ以上の速度に対応できることを観測している。
は、チップ先端の磁化方向を高速反転、すなわち高速に
スイッチングすることは困難である。従来、提案されて
いる方法に従えば、スイッチング速度はＫＨｚのオーダ
ーであり、２００〜３００ＫＨｚのスイッチングを達成
してデータ記録を実行するのが限界であった。しかしな
がら、データ書き込み速度の高速化に対応するには高速
スイッチングは当然要求される技術である。本発明は非
磁性材を高透磁率の磁性薄膜でコートしたチップによ
り、高速スイッチングを実現する。コートしたチップの
スイッチング速度については下記文献（８）によると、
薄膜ヘッドでチップ先端に高周波磁界を印加した場合１
０ＭＨｚ以上の速度に対応できることを観測している。
【００１１】(8) K. Sueoka, K. Okuda et al., "Study
of tip magnetization behavior inmagnetic force mi
croscope", J. Vac. Sci. Technolol., B 9(2), pp.131
3-1317, Mar/Apr 1991.
of tip magnetization behavior inmagnetic force mi
croscope", J. Vac. Sci. Technolol., B 9(2), pp.131
3-1317, Mar/Apr 1991.
【００１２】磁性パターンの形成において、チップの磁
化方向を変更するために磁性チップのまわりにコイルが
形成されることが必要である（上記文献５）。アモルフ
ァス磁性体のように十分透磁率の高いチップの場合に
は、コイルはチップ先端から離れていても先端の磁化を
反転することが可能である。しかし、磁性膜をコートし
たチップの場合にはコイルはチップ先端に十分近接して
形成する必要がある。またチップ周囲にコイルを巻回す
る場合、探針は所定の長さを有することが要求される
が、これは一方チップが振動を検出し易くなり、メカニ
カルな見地からは決して好ましいものではない。この振
動は微妙な位置決めを困難にしてしまうという欠点があ
る。トンネル電流を発生させ、高密度記録を達成しよう
とする磁気記録再生装置において、このことは問題であ
る。これらの問題を解決する一つの構成が、媒体表面に
平面的なフラット・コイルを固定して探針を短くした構
成である。媒体上にリソグラフによるコイルが形成でき
ればコイル・アセンブリの製造効率はかなり改善され、
探針の長さを短くできチップの位置決めにおける問題も
改善することができる。
化方向を変更するために磁性チップのまわりにコイルが
形成されることが必要である（上記文献５）。アモルフ
ァス磁性体のように十分透磁率の高いチップの場合に
は、コイルはチップ先端から離れていても先端の磁化を
反転することが可能である。しかし、磁性膜をコートし
たチップの場合にはコイルはチップ先端に十分近接して
形成する必要がある。またチップ周囲にコイルを巻回す
る場合、探針は所定の長さを有することが要求される
が、これは一方チップが振動を検出し易くなり、メカニ
カルな見地からは決して好ましいものではない。この振
動は微妙な位置決めを困難にしてしまうという欠点があ
る。トンネル電流を発生させ、高密度記録を達成しよう
とする磁気記録再生装置において、このことは問題であ
る。これらの問題を解決する一つの構成が、媒体表面に
平面的なフラット・コイルを固定して探針を短くした構
成である。媒体上にリソグラフによるコイルが形成でき
ればコイル・アセンブリの製造効率はかなり改善され、
探針の長さを短くできチップの位置決めにおける問題も
改善することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はチップ
の磁化方向の高速スイッチングの可能な、具体的には１
０ＭＨｚのオーダーでスイッチング可能な素子により、
データの高速記録再生が可能な装置を提供することにあ
る。
の磁化方向の高速スイッチングの可能な、具体的には１
０ＭＨｚのオーダーでスイッチング可能な素子により、
データの高速記録再生が可能な装置を提供することにあ
る。
【００１４】さらに本発明の目的はコイルを媒体上にリ
ソグラフによって形成し、高密度記録再生装置の製造効
率を向上させ、コスト削減を図ることにある。
ソグラフによって形成し、高密度記録再生装置の製造効
率を向上させ、コスト削減を図ることにある。
【００１５】さらに本発明の目的は、より高密度にデー
タを磁気記録可能な磁気記録再生装置を提供することに
ある。
タを磁気記録可能な磁気記録再生装置を提供することに
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明においてチップは
非磁性材料に高透磁率の磁性材料をスパッタにより、被
覆したもので構成される。またチップ先端の周囲にコイ
ルを配し、このコイルによってチップ先端の磁化方向の
スイッチングが行われる。このコイルは記録媒体とは絶
縁された状態にある。
非磁性材料に高透磁率の磁性材料をスパッタにより、被
覆したもので構成される。またチップ先端の周囲にコイ
ルを配し、このコイルによってチップ先端の磁化方向の
スイッチングが行われる。このコイルは記録媒体とは絶
縁された状態にある。
【００１７】本発明の主要な構成は非磁性材料から成る
コアと、コアを被覆する軟磁性材料から成る薄膜を有す
るチップと、導電性の磁気記録媒体と、チップと上記磁
気記録媒体との間にトンネル電流を発生させる手段と、
上記トンネル電流を制御する手段と、上記トンネル電流
を制御する制御電圧を計測する手段と、上記制御電圧の
変化から上記磁気記録媒体に記録された信号を再生する
手段である。
コアと、コアを被覆する軟磁性材料から成る薄膜を有す
るチップと、導電性の磁気記録媒体と、チップと上記磁
気記録媒体との間にトンネル電流を発生させる手段と、
上記トンネル電流を制御する手段と、上記トンネル電流
を制御する制御電圧を計測する手段と、上記制御電圧の
変化から上記磁気記録媒体に記録された信号を再生する
手段である。
【００１８】さらに、チップの周囲に形成されたコイル
と、上記コイルに信号電流を印加する手段とを有し、コ
イルに信号電流を印加することで上記チップから該信号
電流に応じて発生する磁界によって上記磁気記録媒体に
信号記録を行う。
と、上記コイルに信号電流を印加する手段とを有し、コ
イルに信号電流を印加することで上記チップから該信号
電流に応じて発生する磁界によって上記磁気記録媒体に
信号記録を行う。
【００１９】コアを形成する非磁性材料は、タングステ
ンＷ、白金Ｐｔ、イリジウムＩｒ、白金イリジウムＰｔ
Ｉｒ、金Ａｕ、グラスファイバー、カーボンファイバー
等のいずれか、またはこれらの組み合わせであり、コア
を被覆する軟磁性材料はＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃｏ
ＦｅＳｉＢのいずれかであり、膜厚は５００〜３０００
Åである。また磁束のリターンパスとしては下記文献
（９）の構成が利用可能である。
ンＷ、白金Ｐｔ、イリジウムＩｒ、白金イリジウムＰｔ
Ｉｒ、金Ａｕ、グラスファイバー、カーボンファイバー
等のいずれか、またはこれらの組み合わせであり、コア
を被覆する軟磁性材料はＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃｏ
ＦｅＳｉＢのいずれかであり、膜厚は５００〜３０００
Åである。また磁束のリターンパスとしては下記文献
（９）の構成が利用可能である。
【００２０】(9) O. Watanuki, "Magnetic Flux Return
Path for High Density Vertical Recording", IBM TD
B, Vol.32, No, 8A, pp.362-363, Jan.1990.
Path for High Density Vertical Recording", IBM TD
B, Vol.32, No, 8A, pp.362-363, Jan.1990.
【００２１】
【実施例】チップは非磁性材料のコアに高透磁率の磁性
材料をスパッタにより、被覆したもので構成される。コ
ア用の非磁性材料としては例えば、Ｗ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐ
ｔＩｒ、Ａｕ等が使用され、 磁性材料としては例え
ば、Ｆｅ、 ＮｉＦｅ、 ＣｏＺｒＮｂ、 ＣｏＦｅＳ
ｉＢ等が使用される。チップ先端の曲率半径は通常１０
０ｎｍオーダーであり、磁性材被膜は約５００−３００
０Å、望ましくは１０００−２０００Åである。マグネ
ティック・フォース・マイクロスコープ（ＭＦＭ）（上
記文献７）のチップを薄膜ヘッドに近接させて行ったス
イッチング速度試験では、Ｆｅを被覆したＷチップにお
いて、５０ＭＨｚのスイッチング速度が達成された。
材料をスパッタにより、被覆したもので構成される。コ
ア用の非磁性材料としては例えば、Ｗ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐ
ｔＩｒ、Ａｕ等が使用され、 磁性材料としては例え
ば、Ｆｅ、 ＮｉＦｅ、 ＣｏＺｒＮｂ、 ＣｏＦｅＳ
ｉＢ等が使用される。チップ先端の曲率半径は通常１０
０ｎｍオーダーであり、磁性材被膜は約５００−３００
０Å、望ましくは１０００−２０００Åである。マグネ
ティック・フォース・マイクロスコープ（ＭＦＭ）（上
記文献７）のチップを薄膜ヘッドに近接させて行ったス
イッチング速度試験では、Ｆｅを被覆したＷチップにお
いて、５０ＭＨｚのスイッチング速度が達成された。
【００２２】図１に本発明の磁気記録再生装置の概略構
成図を示す。チップ１１は磁気記録媒体１２に近接して
構成され、コイル１３は磁気記録媒体１２上にリソグラ
フによって構成されている。チップ１１は粗調機構１
４、および微調機構１５に接続され位置制御がなされ
る。粗調機構１４は例えばボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）、あるいはマイクロメカニズム等である。微調機構
はピエゾ素子、ＰＺＴが使用される。図１に示した例で
はＸおよびＹ方向、すなわち磁気記録媒体表面に平行な
方向はチップに接続された微調機構１５によって調整さ
れ、Ｚ方向、すなわち磁気記録媒体表面に垂直な方向は
媒体下部に構成されたＺピエゾ素子によって調整され、
チップと記録媒体表面との距離の調整がなされる。Ｚピ
エゾ素子にはピエゾ・ドライバ１７が接続されている。
成図を示す。チップ１１は磁気記録媒体１２に近接して
構成され、コイル１３は磁気記録媒体１２上にリソグラ
フによって構成されている。チップ１１は粗調機構１
４、および微調機構１５に接続され位置制御がなされ
る。粗調機構１４は例えばボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）、あるいはマイクロメカニズム等である。微調機構
はピエゾ素子、ＰＺＴが使用される。図１に示した例で
はＸおよびＹ方向、すなわち磁気記録媒体表面に平行な
方向はチップに接続された微調機構１５によって調整さ
れ、Ｚ方向、すなわち磁気記録媒体表面に垂直な方向は
媒体下部に構成されたＺピエゾ素子によって調整され、
チップと記録媒体表面との距離の調整がなされる。Ｚピ
エゾ素子にはピエゾ・ドライバ１７が接続されている。
【００２３】図１のように、コイルは媒体上にリソグラ
フによって構成される。このコイルによってチップ先端
の磁化方向のスイッチングが行われる。このコイルは記
録媒体表面と絶縁膜１９を介して構成されており、媒体
とは絶縁された状態にある。この絶縁膜１９は例えばＳ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等であり、膜厚は数ミクロン以上であ
る。
フによって構成される。このコイルによってチップ先端
の磁化方向のスイッチングが行われる。このコイルは記
録媒体表面と絶縁膜１９を介して構成されており、媒体
とは絶縁された状態にある。この絶縁膜１９は例えばＳ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等であり、膜厚は数ミクロン以上であ
る。
【００２４】図２にチップ１１と磁気記録媒体１２との
近接部分の部分拡大断面図を示す。チップ１１は磁気記
録媒体１２の記録可能部分に近接されるように粗調機構
１４、および微調機構１５によって位置制御がなされ
る。磁気記録媒体１２の記録領域の周囲にはコイル１３
が形成されている。コイル１３は絶縁膜１９を介して磁
気記録媒体上にリソグラフによって形成されたものであ
る。絶縁膜は情報記録部分には形成されない。また、記
録媒体は酸化防止のために、例えばＣ等から構成される
１００〜２００Åの保護膜を有している。この媒体層は
好ましくは２層の垂直磁化膜を有し、かつ、適度な保磁
力を有するものがよい。例えば基板上に１ミクロン程度
のＮｉＦｅ層を構成し、その上層として数１００〜１０
００Å程度の厚みを有するＣｏＣｒを形成したものが用
いられる。媒体は、なめらかな表面を有するノンテクス
チャ基板にスパッタ等の方法で形成される。
近接部分の部分拡大断面図を示す。チップ１１は磁気記
録媒体１２の記録可能部分に近接されるように粗調機構
１４、および微調機構１５によって位置制御がなされ
る。磁気記録媒体１２の記録領域の周囲にはコイル１３
が形成されている。コイル１３は絶縁膜１９を介して磁
気記録媒体上にリソグラフによって形成されたものであ
る。絶縁膜は情報記録部分には形成されない。また、記
録媒体は酸化防止のために、例えばＣ等から構成される
１００〜２００Åの保護膜を有している。この媒体層は
好ましくは２層の垂直磁化膜を有し、かつ、適度な保磁
力を有するものがよい。例えば基板上に１ミクロン程度
のＮｉＦｅ層を構成し、その上層として数１００〜１０
００Å程度の厚みを有するＣｏＣｒを形成したものが用
いられる。媒体は、なめらかな表面を有するノンテクス
チャ基板にスパッタ等の方法で形成される。
【００２５】チップと下層の透磁率を１０００、媒体の
厚さを１０００Åとして境界要素法によってチップ先端
からの磁界のシミュレーションを行った。このシミュレ
ーションの結果を図３に示す。図３の上のグラフは各構
成部材の位置関係を示すものであり、下のグラフはこの
位置関係に対応して発生する磁界の様子を示すものであ
る。上側の曲線が水平方向の磁界を示し、下側の曲線が
垂直方向の磁界を示す。実際の記録は垂直磁界によって
行われるものであり、非常に良好な磁界特性を有するこ
とが明らかである。垂直磁界はチップ先端付近に集中し
ており、これにより高密度記録が達成される。
厚さを１０００Åとして境界要素法によってチップ先端
からの磁界のシミュレーションを行った。このシミュレ
ーションの結果を図３に示す。図３の上のグラフは各構
成部材の位置関係を示すものであり、下のグラフはこの
位置関係に対応して発生する磁界の様子を示すものであ
る。上側の曲線が水平方向の磁界を示し、下側の曲線が
垂直方向の磁界を示す。実際の記録は垂直磁界によって
行われるものであり、非常に良好な磁界特性を有するこ
とが明らかである。垂直磁界はチップ先端付近に集中し
ており、これにより高密度記録が達成される。
【００２６】チップは粗調および微調の位置決め手段に
よって、ＸおよびＹ方向へ移動される。粗調位置決め手
段としては例えばボイス・コイル・モーター（ＶＣＭ）
やマイクロメカニズムが使用される。微調機構としては
ピエゾ素子ＰＺＴが使用される。磁気記録媒体はＺ−Ｐ
ＺＴ上に載置されることで、チップと磁気記録媒体との
間隔をÅからｎｍのオーダーで維持する。チップ側に
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向すべてのＰＺＴを構成してチップのみを
３次元駆動可能とする構成としてもよい。
よって、ＸおよびＹ方向へ移動される。粗調位置決め手
段としては例えばボイス・コイル・モーター（ＶＣＭ）
やマイクロメカニズムが使用される。微調機構としては
ピエゾ素子ＰＺＴが使用される。磁気記録媒体はＺ−Ｐ
ＺＴ上に載置されることで、チップと磁気記録媒体との
間隔をÅからｎｍのオーダーで維持する。チップ側に
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向すべてのＰＺＴを構成してチップのみを
３次元駆動可能とする構成としてもよい。
【００２７】チップが３００ｎｍの磁気的なドットを書
くとすると、１つのビット・セルは５００ｎｍのものと
することができる。チップの平面方向のストロークを１
ｃｍとすれば１ｃｍ2のセルに４００Ｍビット、すなわ
ち５０メガバイトの記録容量となる。もちろんチップの
ストロークを大きくして記録容量を増加させることも可
能であり、コイルを固定せずにチップとともに駆動可能
として磁気記録媒体の記録領域を増加させることも可能
である。
くとすると、１つのビット・セルは５００ｎｍのものと
することができる。チップの平面方向のストロークを１
ｃｍとすれば１ｃｍ2のセルに４００Ｍビット、すなわ
ち５０メガバイトの記録容量となる。もちろんチップの
ストロークを大きくして記録容量を増加させることも可
能であり、コイルを固定せずにチップとともに駆動可能
として磁気記録媒体の記録領域を増加させることも可能
である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、媒体に対する磁気パタ
ーンの形成によるデータ記録がチップの高速スイッチン
グによって高速に実行可能となり、記録スピードの向上
が図れることとなる。さらに、改良されたコイル構成に
より、その製造プロセスの大幅な簡略化が達成される。
ーンの形成によるデータ記録がチップの高速スイッチン
グによって高速に実行可能となり、記録スピードの向上
が図れることとなる。さらに、改良されたコイル構成に
より、その製造プロセスの大幅な簡略化が達成される。
【図１】本発明に係る高密度記録再生装置の構成を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明に係る高密度記録再生装置のチップ、コ
イル、媒体の関係を示す部分拡大断面図である。
イル、媒体の関係を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明に係る高密度記録再生装置を使用して発
生した磁界を境界要素法によって測定した結果を示す図
である。
生した磁界を境界要素法によって測定した結果を示す図
である。
１１ チップ １２ 媒体 １３ コイル １４ 粗調機構 １５ 微調機構 １６ 電源 １７ ピエゾ・ドライバ １８ 増幅器 １９ 絶縁膜
フロントページの続き (72)発明者 辻 智 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 池田 圭宏 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内
Claims (9)
- 【請求項１】非磁性材料から成るコアと、該コアを被覆
する軟磁性材料から成る薄膜を有するチップと、 表面が導電性の磁気記録媒体と、 上記チップの周囲に形成されたコイルと、 上記コイルに信号電流を印加する手段と、 を有し、 上記コイルに信号電流を印加することで上記チップから
該信号電流に応じて発生する磁界によって上記磁気記録
媒体に信号記録を行うことを特徴とする高密度記録装
置。 - 【請求項２】請求項１記載の高密度記録装置において、
さらに、 上記チップと上記磁気記録媒体との間にトンネル電流を
発生させる手段と、 上記トンネル電流を計測する手段と、 上記トンネル電流の計測値に応じて上記チップと上記磁
気記録媒体間距離を制御する手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】上記コイルは上記磁気記録媒体上にリソグ
ラフによって形成されたものであることを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項４】非磁性材料から成るコアと、該コアを被覆
する軟磁性材料から成る薄膜を有するチップと、 導電性の磁気記録媒体と、 上記チップと上記磁気記録媒体との間にトンネル電流を
発生させる手段と、 上記トンネル電流を計測する手段と、 上記トンネル電流の計測値に応じて上記チップと上記磁
気記録媒体間距離を制御する手段と、 上記磁気記録媒体に記録された磁気記録信号を読み取る
手段と、を有することを特徴とする高密度記録再生装
置。 - 【請求項５】上記コアを形成する非磁性材料が、タング
ステンＷ、白金Ｐｔ、イリジウムＩｒ、白金イリジウム
ＰｔＩｒ、金Ａｕ、グラスファイバー、カーボンファイ
バーのいずれかまたはこれらの組み合わせから構成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載
の装置。 - 【請求項６】上記コアを被覆する上記軟磁性材料がＮｉ
Ｆｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＳｉＢのいずれかであ
り、膜厚が５００〜３０００Åであることを特徴とする
請求項１乃至４いずれかに記載の装置。 - 【請求項７】上記チップはピエゾ素子によって駆動可能
であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載
の装置。 - 【請求項８】上記磁気記録媒体は記録平面に対して垂直
方向に駆動可能なピエゾ素子によって記録媒体面と上記
チップとの間隔が調整可能であることを特徴とする請求
項２乃至４いずれかに記載の装置。 - 【請求項９】上記磁気記録信号を読み取る手段は磁気抵
抗効果素子を用いた手段であることを特徴とする請求項
４に記載の装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018401A JP2965121B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高密度記録および再生装置 |
| US08/389,834 US5646882A (en) | 1994-02-15 | 1995-02-15 | High density recording and playback device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018401A JP2965121B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高密度記録および再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230603A true JPH07230603A (ja) | 1995-08-29 |
| JP2965121B2 JP2965121B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=11970666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6018401A Expired - Fee Related JP2965121B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高密度記録および再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5646882A (ja) |
| JP (1) | JP2965121B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5856672A (en) * | 1996-08-29 | 1999-01-05 | International Business Machines Corporation | Single-crystal silicon cantilever with integral in-plane tip for use in atomic force microscope system |
| DE10007617B4 (de) * | 1999-03-20 | 2006-04-20 | International Business Machines Corp. | Charakterisierung von Magnetfeldern |
| US6253836B1 (en) | 1999-05-24 | 2001-07-03 | Compaq Computer Corporation | Flexible heat pipe structure and associated methods for dissipating heat in electronic apparatus |
| DE10153053C2 (de) * | 2001-10-21 | 2003-10-09 | Hahn Meitner Inst Berlin Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von p-n-Übergängen in einem Halbleiter |
| KR100499136B1 (ko) * | 2002-12-14 | 2005-07-04 | 삼성전자주식회사 | 전자 스핀의존 산란을 이용한 자성매체 및 자성매체정보재생장치 및 재생방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352102A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録再生方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906840A (en) * | 1988-01-27 | 1990-03-06 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr., University | Integrated scanning tunneling microscope |
| US5289408A (en) * | 1989-02-09 | 1994-02-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Memory apparatus using tunnel current techniques |
| JP2961452B2 (ja) * | 1990-09-05 | 1999-10-12 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| US5375087A (en) * | 1991-02-04 | 1994-12-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Tunneling-stabilized magnetic reading and recording |
| JP2744359B2 (ja) * | 1991-04-24 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報再生及び／又は情報記録装置 |
| ATE225557T1 (de) * | 1991-07-17 | 2002-10-15 | Canon Kk | Informationsaufzeichnungs-/-wiedergabegerät oder -verfahren zur informationsaufzeichnung/- wiedergabe auf/von einem informationsaufzeichnungsmedium unter verwendung einer vielzahl von sondenelektroden |
| DE4239309A1 (de) * | 1992-07-10 | 1994-01-13 | Siemens Ag | Röntgenbelichtungsautomat für die Mammographie |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6018401A patent/JP2965121B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-15 US US08/389,834 patent/US5646882A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352102A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録再生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5646882A (en) | 1997-07-08 |
| JP2965121B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |