JPH09282724A

JPH09282724A - 記憶装置

Info

Publication number: JPH09282724A
Application number: JP9510996A
Authority: JP
Inventors: Seiji Heike; 誠嗣平家; Tomihiro Hashizume; 富博橋詰; Yasuo Wada; 恭雄和田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】１平方ｃｍ当たり数テラビット以上の記録密
度を有する大容量記憶装置を提供すること。【解決手段】基板表面に接近させた探針に負電圧を印
加して形成される針状構造を記録マークとし、複数の探
針を走査することにより高速に読み出し、書き込み、消
去を行う。基板表面に記録された針状構造を他の基板に
接近させ負電圧を印加することにより針状構造の複写を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機におい
て用いられる外部記憶装置技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外部記憶装置として磁性材料を用
いたものが最も多く用いられてきた。これは、表面に磁
性材料を形成したテープ、円板、円筒等を記録媒体とし
て用い、情報は媒体に設けられたトラック上の磁化の向
きとして記録される。読み出し、書き込みは磁気ヘッド
を所望の場所へ移動して行う。近年ではレーザー光を利
用したものも用いられ、書換可能なものと読み出し専用
の光ディスクがある。書換可能なものには、光磁気効果
を用いて磁化の向きを変化させることにより情報を記録
し、反射光の偏光面の磁化方向による反転を用いて読み
出しを行う光磁気記録方式と、レーザー光加熱により媒
体表面の結晶状態の変化により書き込み、結晶状態によ
るレーザー光の反射率の違いを用いて読み出しを行う相
変化記録方式がある。また、読み出し専用メモリにおい
ては、媒体上に形成した微小な穴として情報が記録され
ており、この穴の有無によるレーザー光の反射率の違い
により読み出しを行う。

【０００３】また、最近のＳＴＭの進歩に応じて、基板
の表面に探針先端からの電界蒸発によるドットの形成に
よりデータを記録する試みも行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録方式におい
ては、記録マークの大きさが１μｍ程度以上であるた
め、記録密度は１平方ｃｍ当たり数１００メガビット程
度が限界であった。また、電界蒸発によるドットの形成
による場合を考えて見ても、記録マークの大きさが３０
ｎｍ程度、ビット間隔が５０ｎｍ程度であるため、記録
密度は１平方ｃｍ当たり４０ギガビット程度でしかな
い。本発明は１平方ｃｍ当たり数テラビット以上の記録
密度を有する大容量記憶装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の記憶装置は、基
板表面に探針を数ｎｍ程度まで接近させ電圧を印加する
ことにより形成される針状構造を記録マークとすること
を提案するものである。この針状構造形成についての詳
細は、本願の発明者エス・ヘイケらによるジャパン・ジ
ャーナル・オブ・アプライド・フィジックス３４巻Ｌ１
０６１項１９９５年(S. Heike, T. Hashizume, and Y.
Wada, Jpn.J.Appl.Phys., 34, L1061 (1995))に紹介さ
れている。この針状構造を基板表面に配列し、探針を走
査することにより針状構造の有無を読み取利、情報とし
て利用することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】

実施例１本実施例では、読み出し記憶装置の実施例を示す。図１
に本発明の記憶装置の断面図を示す。記録媒体基板１上
に記録マークとして針状構造２が実質的に等間隔に形成
されており、この有無により情報が表されている。針状
構造２は、当然、図面と垂直方向にも同様に配置され
る。読み取り探針３が実質的に等間隔に形成された基板
４が針状構造２に対向しており、読み取り探針３の間隔
は針状構造２の間隔の整数倍となっている。探針３が、
針状構造２と同様に、図面と垂直方向にも配置されるこ
とは言うまでもない。基板４はコントローラ回路５を持
ち、支持体７に固定された走査素子６に固定されてい
る。基板４は走査素子６により記録媒体基板１の平面上
で読み取り探針３の間隔より広い範囲で二次元的に走査
できる。針状構造２と読み取り探針３はその先端が１ｎ
ｍ程度離れており、記録媒体基板１にバイアス電圧が印
加されているため、針状構造２が存在する場合には針状
構造２と読み取り探針３との間にトンネル電流が流れ、
針状構造２が存在しない場合には流れず、このトンネル
電流の有無により情報の読み出しを行う。

【０００７】図２は針状構造２と読み取り探針３の位置
関係を示した平面図である。記録媒体基板１は複数のブ
ロック８に分けられ、各ブロック８に対して一本の読み
取り探針３が配置される。読み取り探針３は走査素子６
によりブロック８より広い領域を自在に移動可能であ
り、適切に制御されることによりブロック８内の情報の
読み出しが行える。また、各ブロックに配置された個々
の読み取り探針３は一つの走査素子６により同時に走査
されるので、各探針は対応したブロック８内の読み出し
を行い、読み取り探針３の数に応じた数の情報を同時に
読み出せる。

【０００８】図３にコントローラ回路のブロック図を示
す。情報の読み出しはセクタ番号で指定し、アドレス変
換回路９により読み取り探針３の走査位置を示す走査ア
ドレス信号１００と、複数の読み取り探針３から特定の
読み取り探針３を選択する探針アドレス信号２００とに
変換される。走査アドレス信号１００は座標計算回路１
０を経てＸＹ座標に変換され走査回路１１へ送られ、走
査素子６により読み取り探針３が所定の位置へ移動され
る。一方、それぞれの読み取り探針３はスイッチ１２を
介して電流電圧変換回路１５に接続されている。スイッ
チ１２は通常解放されているが、探針アドレス信号２０
０に応じてデコーダ回路１３により探針アドレスに対応
した特定の列１４が選択さた時、列１４に含まれる読み
取り探針３に対応するスイッチ１２がすべて閉じられ、
読み取り探針３に電流電圧変換回路１５から所定の電圧
が印加されるとともに、読み取り探針３のトンネル電流
が電流電圧変換回路１５で電圧値に変換され、ラッチ回
路１６で保持され、情報として読み出される。

【０００９】本実施例では、１０^-6Ｔｏｒｒの真空中に
おいて、記録媒体基板１として１ｍｍ四方のシリコン基
板を用い、正方格子状に１０ｎｍ間隔で長さ１０ｎｍの
針状構造２を形成した。針状構造２が存在する場合が
“１”に、存在しない場合が“０”にそれぞれ対応す
る。ブロック８は１μｍ四方とし、記録媒体基板１にバ
イアス電圧を１Ｖ印加した。読み取り探針３は１ｍｍ四
方のシリコン基板４上に長さ１０ｎｍの探針を１μｍ間
隔で形成したものを用いた。この装置を用いて読み出し
動作を行ったところ、探針３の一本当たり１秒間に１キ
ロビットの読み出しが行え、全体で１秒間に１ギガビッ
トの読み出しが可能であった。記録密度は１平方ｃｍ当
たり１テラビットであった。針状構造２の間隔は５ｎｍ
まで小さくでき、この場合、記録密度は１平方ｃｍ当た
り４テラビットが可能となる。また、針状構造２の配置
は、正方格子以外に、斜方格子、三角格子としても同様
の結果が得られた。記録媒体基板１としては砒化ガリウ
ム、ゲルマニウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体
が使用できるが、特にシリコンを用いた場合に良好な結
果が得られた。

【００１０】実施例２本実施例では、書き込み装置の実施例を示す。図４に書
き込み装置の断面図を示す。書き込み探針２３が実質的
に等間隔に形成された基板２４が記録媒体基板２１に対
向している。書き込み探針２３が、実施例１の探針３と
同様、図面と垂直方向にも配置されることは言うまでも
ない。基板２４はコントローラ回路２５を持ち、支持体
２７に固定された走査素子２６に固定されている。基板
２４は走査素子２６により記録媒体基板２１の面上で面
と平行及び面に垂直方向に走査できる。記録媒体基板２
１と書き込み探針２３との間を流れるトンネル電流はコ
ントローラ回路２５により書き込み探針２３の垂直方向
の位置を制御して一定に保たれる。書き込みは、トンネ
ル電流を一定に保ちながら書き込み探針２３に負電圧を
一定時間印加し、記録媒体基板２１の表面上に針状構造
２２を形成することにより行う。この時、針状構造２２
は書き込み探針２３よりも短くなければならない。

【００１１】図５は記録媒体基板２１と書き込み探針２
３の位置関係を示した平面図である。記録媒体基板２１
は複数のブロック２８に分けられ、各ブロック２８に対
して一本の書き込み探針２３が配置される。書き込み探
針２３は走査素子２６によりブロック２８より広い領域
をを自在に移動可能であり、適切に制御されることによ
り、ブロック２８内の書き込みが行える。また、各ブロ
ックに配置された個々の書き込み探針２３は一つの走査
素子２６により同時に走査されるので、各探針は、対応
したブロック２８内の書き込みを行い、書き込み探針２
３の数に応じた数の情報を同時に書き込める。

【００１２】図６にコントローラ回路のブロック図を示
す。情報の書き込みは全ての書き込み探針２３の直下の
位置において同時に行う。まず、指定された書き込み位
置信号から座標計算回路２９により記録媒体基板２１の
書き込み位置が計算され、走査回路３０を経て走査素子
３１を駆動し、書き込み探針２３を所定の書き込み位置
へ移動する。次に、指定された書き込み位置信号からデ
コーダ回路３２によって対応する書き込み探針２３の列
３９を順次特定し、これに対応するラッチ回路３７を順
次選択し、データ出力回路３４からのデータを各ラッチ
回路３７に順次書き込む。このようにして、全てのラッ
チ回路３７に対してデータの取り込みを行う。ラッチ回
路３７の出力は書き込み探針２３と電圧印加回路３３と
の間のスイッチ３８の開閉に用いられる。全てのラッチ
回路３７に対するデータの取り込みが行なわれた後、書
き込み探針２３と記録媒体基板２１との間に電圧が印加
されるが、ラッチ回路３７に取り込まれたデータが
“１”である探針２３にのみトンネル電流が流れる。探
針２３を流れるトンネル電流は記録媒体基板２１から電
流電圧変換回路３５を経てフィードバック回路３６に供
給され、走査素子３１により書き込み探針２３と記録媒
体基板２１と距離を変化させトンネル電流が一定に保た
れる。トンネル電流を一定に保ちながら電圧印加回路３
３を用いて負電圧を印加することにより、対応するスイ
ッチ３８が閉じている書き込み探針２３の直下の記録媒
体基板２１表面上に針状構造２２が形成され、情報の書
き込みが行われる。

【００１３】本実施例では、記録媒体基板２１として１
ｍｍ四方のシリコン基板を用いた。ブロック２８は１μ
ｍ四方とし、記録媒体基板２１の電位は０Ｖとした。書
き込み探針２３は１ｍｍ四方のシリコン基板２４上に長
さ２０ｎｍの探針を１μｍ間隔で形成したものを用い
た。書き込み時には、ブロック２８内を正方格子状に１
０ｎｍ間隔で走査しながら、トンネル電流を０．１ｎＡ
に保ち、書き込み探針２３に−１０Ｖの電圧を０．１秒
間印加し、長さ１０ｎｍの針状構造２２を形成した。こ
の装置を用いて書き込み動作を行ったところ、１秒間に
１０メガビットの書き込みを行えた。また、記録密度は
１平方ｃｍ当たり１テラビットであった。針状構造２２
の間隔は５ｎｍまで小さくでき、この場合、記録密度は
１平方ｃｍ当たり４テラビットとなる。印加電圧は記録
媒体基板２１の材質により、−５Ｖから−３０Ｖまで利
用でき、印加時間は０．０１秒から１０秒程度が利用で
きる。また、針状構造２２の配置は、正方格子以外に、
斜方格子、三角格子としても同様の結果が得られた。記
録媒体基板２１としては砒化ガリウム、ゲルマニウム、
チタン酸ストロンチウム等の半導体が使用できるが、特
にシリコンを用いた場合に良好な結果が得られた。

【００１４】実施例３本実施例では、記録媒体間の複写装置の実施例を示す。
図７に複写装置の側面図を示す。転写元基板４４が転写
先基板４１に対向しており、転写元基板４４には実施例
２で示した方法により針状構造４３として情報が書き込
まれている。転写元基板４４はコントローラ回路４５を
持ち、支持体４７に固定された走査素子４６に固定され
ている。転写元基板４４は走査素子４６により面に垂直
方向に走査できる。転写先基板４１と針状構造４３との
間を流れるトンネル電流はコントローラ回路４５により
一定に保たれる。転写は、トンネル電流を一定に保ちな
がら転写元基板４４に負電圧を一定時間印加し、転写先
基板４１の表面上に針状構造４２を形成することにより
行う。転写元基板４４上に針状構造４３が存在するとき
のみ、転写先基板４１上に針状構造４２が形成され、情
報が転写される。

【００１５】この実施例において、転写元基板４４と転
写先基板４１の配置を逆にしても、同じように実施でき
ることは明らかであろう。いずれを転写元基板４４とす
るかは、複写の基板の交換の走査の便を考えて決めれば
良いことである。

【００１６】本実施例では、転写先基板４１として１ｍ
ｍ四方のシリコン基板を用いた。

【００１７】転写元基板４４は実施例２で示した方法で
１ｍｍ四方のシリコン基板上に長さ１０ｎｍの針状構造
を正方格子状に１０ｎｍ間隔で形成したものを用いた。
転写は、トンネル電流を０．１ｎＡに保ち、転写元基板
４４に−１０Ｖの電圧を０．１秒間印加し、転写先基板
４１上に長さ１０ｎｍの針状構造４２を形成することに
より行った。印加電圧は転写先基板４１の材質により、
−５Ｖから−３０Ｖまで利用でき、印加時間は０．０１
秒から１０秒程度が利用できる。また、針状構造５２の
配置は、正方格子以外に、斜方格子、三角格子としても
同様の結果が得られた。転写先基板４１としては砒化ガ
リウム、ゲルマニウム、チタン酸ストロンチウム等の半
導体が使用できるが、特にシリコンを用いた場合に良好
な結果が得られた。

【００１８】実施例４本実施例では、多値読み出し書き込み記憶装置の実施例
を示す。図８に本発明の記憶装置の断面図を示す。この
実施例も、本質的には、実施例１、２と同じであるが、
記録マ−クを多値とするため、各記録用探針ごとに移動
距離が制御できるように工夫されている点において異な
る。

【００１９】記録媒体基板５１上に記録マ−クとして針
状構造５２が実質的に等間隔に形成されており、この長
さの相違により情報が表されている。探針５３が実質的
に等間隔に形成された基板５５が針状構造５２に対向し
ており、探針５３の間隔は針状構造５２の間隔の整数倍
となっている。探針５３と基板５５との間には圧電素子
５４があり、探針５３の位置を基板５５に対して垂直方
向に変位可能となっている。基板５５はコントロ−ラ回
路５６を持ち、支持体５８に固定された走査素子５７に
固定されている。基板５５は走査素子５７により探針５
３の間隔以上に二次元的に走査できる。圧電素子５４は
通常電圧が印加されておらず、最も縮んだ状態となって
いる。読み出し動作においては、記録媒体基板５１にバ
イアス電圧が印加され探針５３と針状構造５２との間を
流れるトンネル電流が一定となるように圧電素子５４を
伸ばし、圧電素子５４の変位量から針状構造５２の長さ
を調べ情報を読み取る。書き込み動作においては、記録
媒体基板５１に正のバイアス電圧が印加され探針５３と
針状構造５２との間を流れるトンネル電流を一定に保ち
ながらバイアス電圧を増加させて記録媒体基板５１上に
所定の長さの針状構造５２を形成することにより情報の
書き込みを行う。また、情報の消去は、探針５３と針状
構造５２との間を流れるトンネル電流を増加させること
により行う。

【００２０】図９は針状構造５２と探針５３の位置関係
を示した平面図である。記録媒体基板５１は複数のブロ
ック５９に分けられ、各ブロック５９に対して一本の探
針５３が存在し、探針５３は走査素子５７によりブロッ
ク５９内を自在に移動可能であり、ブロック５９内の情
報の読み出し、書き込み、及び消去が行える。また、個
々の探針５３は対応したブロック５９内の読み出しを行
い、探針５３の数に応じた数の情報を同時に読み出し、
書き込み、及び消去可能である。

【００２１】図１０にコントローラ回路のブロック図を
示す。情報の読み出し、書き込み、及び消去はセクタ番
号で指定し、アドレス変換回路６０により探針５３の走
査位置を示す走査アドレスと、複数の探針５３から特定
の探針５３を選択する探針アドレスとに変換される。走
査アドレスは座標計算回路６１を経てＸＹ座標となって
走査回路６２へ送られ、走査素子５７により探針５３が
所定の位置へ移動される。それぞれの探針５３と針状構
造５２との間を流れるトンネル電流は探針５３に接続さ
れた電流電圧変換回路６４を経てフィードバック回路６
５へ供給され、スイッチ７３を介して圧電素子５４を駆
動する。探針アドレスはデコーダ回路６３を介して探針
５３を含む列７４を選択し、スイッチ７３を閉じる。

【００２２】読み出し動作においては、電圧印加回路７
２により記録媒体基板５１にバイアス電圧が印加され、
探針５３と針状構造５２との間を流れるトンネル電流が
電流設定回路６９によって設定された電流値となるよう
に、フィードバック回路６５によって圧電素子５４の変
位を調節する。フィードバック回路６５からの出力はア
ナログ−デジタル変換回路６７によりデジタル値に変換
され、読み出しラッチ回路７０により保持され、情報と
して読み出される。

【００２３】書き込み動作においては、電圧印加回路７
２により記録媒体基板５１に正のバイアス電圧が印加さ
れ、探針５３と針状構造５２との間を流れるトンネル電
流が電流設定回路６９によって設定された電流値となる
ように、フィードバック回路６５によって圧電素子５４
の変位を調節する。次に、トンネル電流を一定に保ちな
がらバイアス電圧を増加させ記録媒体基板５１上に針状
構造５２を形成する。この時、書き込まれる情報が書き
込みラッチ回路７１により保持され、これがデジタル−
アナログ変換回路６８を経て、フィードバック回路６５
の出力側に設けられた電圧制限回路６６へ供給される。
針状構造５２の成長に伴いフィードバック回路６５の出
力が変化するが、その値が書き込まれる情報が示す値に
一致したとき、電圧制限回路によってフィードバック回
路６５の出力を遮断し、所定の長さの針状構造５２を形
成し、情報の書き込みを行う。

【００２４】情報の消去を行う場合には、電圧印加回路
７２により記録媒体基板５１にバイアス電圧が印加さ
れ、探針５３と針状構造５２との間を流れるトンネル電
流が電流設定回路６９によって設定された電流値となる
ように、フィードバック回路６５によって圧電素子５４
の変位を調節する。次に、電流設定回路６９によりトン
ネル電流を増加させることにより、針状構造５２を消去
する。

【００２５】本実施例では、記録媒体基板５１として１
ｍｍ四方のシリコン基板を用い、また、１ｍｍ四方のシ
リコン基板５５上に１μｍ間隔で長さ１μｍの圧電素子
５４を形成し、その先端に長さ２０ｎｍの探針５３を形
成した。ブロック５９は１μｍ四方とした。１０の^-6Ｔ
ｏｒｒの真空中において、トンネル電流を０．１ｎＡに
保ちながら、電圧印加装置７２を用いて記録媒体基板５
１に＋１０Ｖの電圧を印加し、書き込む情報に応じて長
さ０、２、４、６ｎｍの針状構造５２を正方格子状に１
０ｎｍ間隔で形成した。針状構造５２の長さがそれぞれ
数値の“０”、“１”、“２”、“３”に対応し、一本
の針状構造５２で２ビットの情報を記録できる。探針５
３一本当たり１秒間に１０本の針状構造５２が形成可能
であり、全体で１秒間に２０メガビットの書き込みが可
能であった。記録密度は１平方ｃｍ当たり２テラビット
であった。次に、トンネル電流を０．１ｎＡに保ちなが
ら、記録媒体基板５１に１Ｖの電圧を印加し、読み出し
動作を行ったところ、探針５３一本当たり１秒間に１０
０本の針状構造５２の読み出しが行え、全体で１秒間に
２００メガビットの読み出しが可能であった。さらに、
記録媒体基板５１に１Ｖの電圧を印加し、１０ｎＡのト
ンネル電流を流すことにより、１秒間に１億本の針状構
造５２を消去可能であった。針状構造５２の間隔は５ｎ
ｍまで小さくでき、また、針状構造５２の長さは１６種
類程度まで増やすことが可能で、この場合、記録密度は
１平方ｃｍ当たり１６テラビットとなる。針状構造５２
の配置は、正方格子以外に、斜方格子、三角格子として
も同様の結果が得られた。記録媒体基板５１としては砒
化ガリウム、ゲルマニウム、チタン酸ストロンチウム等
の半導体が使用できるが、特にシリコンを用いた場合に
良好な結果が得られた。

【００２６】情報の形成、消去の説明次に、図１１により、針状構造により表される情報の形
成、消去について説明する。（ａ）は針状構造が形成さ
れたときの基板表面および針状構造、（ｂ）は、一旦形
成された針状構造が消去されたときの基板表面部をそれ
ぞれ断面図で示す。書き込み動作においては、例えば、
図１０の実施例においては、電圧印加回路７２により記
録媒体基板５１に正のバイアス電圧が印加され、探針５
３と針状構造５２との間を流れるトンネル電流が電流設
定回路６９によって設定された電流値となるように、フ
ィードバック回路６５によって圧電素子５４の変位を調
節する。次に、トンネル電流を一定に保ちながらバイア
ス電圧を増加させ記録媒体基板５１上に針状構造５２を
形成する。その結果、図１１（ａ）に示すように、基板
表面から探針５３の先端の対応する周辺の基板材料を集
めて盛り上げた形で針状構造５２が形成される。

【００２７】情報の消去を行う場合には、例えば、図１
０の実施例においては、電圧印加回路７２により記録媒
体基板５１にバイアス電圧が印加され、探針５３と針状
構造５２との間を流れるトンネル電流が電流設定回路６
９によって設定された電流値となるように、フィードバ
ック回路６５によって圧電素子５４の変位を調節する。
次に、電流設定回路６９によりトンネル電流を増加させ
ることにより、針状構造５２を消去する。その結果、図
１１（ｂ）に示すように、形成されていた針状構造５２
がトンネル電流により加熱され、崩されて、対応する基
板表面周辺に基板材料を分散させた形で針状構造５２が
消去される。

【００２８】情報の消去を行った場合には、完全に基板
表面が元の平坦な状態に再現されることにはならない
が、図１１（ａ）（ｂ）を対照して明らかなように、情
報の有無について混同が起こるほどの状況になることは
なく、読み出した信号から明確に読み取ることができ
る。さらに、図１１（ｂ）の状態から、上述した方法で
針状構造５２を再度形成すると、なんら支障なく、図１
１（ａ）に示すのと実質的に同一の針状構造５２ができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例が示す通り、本発明によれ
ば、１平方ｃｍ当たり数テラビット以上の記録密度を有
する大容量記憶装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】読み出し装置の断面図。

【図２】読み出し装置の探針と針状構造の位置関係を示
した平面図。

【図３】読み出し装置のコントローラ回路を示したブロ
ック図。

【図４】書き込み装置の断面図。

【図５】書き込み装置の探針と針状構造の位置関係を示
した平面図。

【図６】書き込み装置のコントローラ回路を示したブロ
ック図。

【図７】複写装置の断面図。

【図８】多値読み出し書き込み装置の断面図。

【図９】多値読み出し書き込み装置の探針と針状構造の
位置関係を示した平面図。

【図１０】多値読み出し書き込み装置のコントローラ回
路を示したブロック図。

【図１１】針状構造により表される情報の形成、消去に
ついて説明する基板表面部の断面図。

【符合の説明】

１、２１、５１…記録媒体基板、２、２２、４２、４
３、５２…針状構造、３、２３、５３…探針、４、２
４、５４…基板、５、２５、４５、５６…コントローラ
回路、６、２６、４６、５７…走査素子、７、２７、４
７、５８…支持体、８、２８、５９…ブロック、９、６
０…アドレス変換回路、１０、２９、６１…走査座標計
算回路、１１、３０、６２…走査回路、１２、３８、７
３…スイッチ、１３、３２、６３…デコーダ回路、１
４、３９、７４…列、１５、３５、６４…電流電圧変換
回路、１６、３７…ラッチ回路、３３…電圧印加回路、
３４…データ出力回路、３６、６５…フィードバック回
路、４１…転写先基板、４４…転写元基板、５４…圧電
素子、６６…電圧制限回路、６７…アナログ−デジタル
変換回路、６８…デジタル−アナログ変換回路、６９…
電流設定回路、７０…読み出しラッチ回路、７１…書き
込みラッチ回路、７２…電圧印加回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に形成した複数個の針状構造
と、該針状構造と対向して基板上に形成した複数個の探
針と、該探針と針状構造との相対位置を制御可能な走査
素子と、該走査素子の制御を行う制御回路とを具備し、
針状構造と探針との間を流れる電流の有無を検知するこ
とにより情報の読み出しを行うことを特徴とする記憶装
置。
【請求項２】基板上に形成した複数個の探針と、該探針
に対向した半導体基板と、探針と半導体基板との相対位
置を半導体基板平面に対して水平及び垂直に制御可能な
走査素子と、該走査素子の制御を行う制御回路を具備
し、探針と半導体基板との間を流れる電流を一定に保ち
ながら探針に半導体基板に対して負電圧を印加すること
により半導体基板上に針状構造を形成し情報の書き込み
を行うことを特徴とする記憶装置。
【請求項３】針状構造が段階的に異なった長さを有し、
複数の針状構造に対応するそれぞれの探針が半導体基板
平面に対して独立した高さ位置に制御可能であるよう
に、それぞれの探針に固有の移動手段を有する請求項１
または２記載の記憶装置。
【請求項４】基板上に形成した複数個の探針と、該探針
に対向した半導体基板と、探針と半導体基板との相対位
置を半導体基板平面に対して水平及び垂直に制御可能な
走査素子と、該走査素子の制御を行う制御回路を具備
し、探針と半導体基板との間を流れる電流を一定に保ち
ながら探針に半導体基板に対して負電圧を印加すること
により半導体基板上に針状構造を形成し情報の書き込み
を行い、探針と半導体基板との間を流れる電流を増加さ
せることにより情報の消去を行い、針状構造と探針との
間を流れる電流を検知することにより、針状構造の有無
を調べ情報の読み出しを行うことを特徴とする記憶装
置。
【請求項５】基板上に形成した複数個の探針と、該探針
に対向した半導体基板と、探針と半導体基板との相対位
置を半導体基板平面に対して水平に制御可能な走査素子
と、各々の探針位置を独立に半導体基板平面に対して垂
直に制御可能な圧電素子と、走査素子及び圧電素子の制
御を行う制御回路を具備し、探針と半導体基板との間を
流れる電流を一定に保ちながら探針に半導体基板に対し
て負電圧を印加することにより半導体基板上に針状構造
を形成し情報の書き込みを行い、探針と半導体基板との
間を流れる電流を増加させることにより情報の消去を行
い、針状構造と探針との間を流れる電流を検知すること
により、針状構造の有無を調べ情報の読み出しを行うこ
とを特徴とする記憶装置。
【請求項６】半導体基板上に形成された針状構造と、該
針状構造に対向した半導体基板と、該半導体基板と針状
構造との相対位置を制御可能な走査素子と、該走査素子
の制御を行う制御回路を具備し、針状構造と半導体基板
との間を流れる電流を一定に保ちながら針状構造に半導
体基板に対して負電圧を印加することにより半導体基板
上に針状構造を形成し、情報の複写を行う記憶装置。