JPH10247383A - 電子線記憶方法 - Google Patents
電子線記憶方法Info
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- JPH10247383A JPH10247383A JP30384797A JP30384797A JPH10247383A JP H10247383 A JPH10247383 A JP H10247383A JP 30384797 A JP30384797 A JP 30384797A JP 30384797 A JP30384797 A JP 30384797A JP H10247383 A JPH10247383 A JP H10247383A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子線で記憶媒体の相状態を変えて記録し、
この記録媒体に対する電子線の透過量を検出し再生する
記録再生方法を提供する。 【解決手段】 電子銃３から照射される電子線１２は電
界レンズ１０および偏向電極１３により記憶媒体１５の
所定の位置に照射されるように制御され、非晶質化・結
晶化させることで情報の記録・消去を行う。この記憶媒
体に再生用の電子線１２を照射し、電子線の透過率の差
を電流計２３により検出し情報の識別を行う。
この記録媒体に対する電子線の透過量を検出し再生する
記録再生方法を提供する。 【解決手段】 電子銃３から照射される電子線１２は電
界レンズ１０および偏向電極１３により記憶媒体１５の
所定の位置に照射されるように制御され、非晶質化・結
晶化させることで情報の記録・消去を行う。この記憶媒
体に再生用の電子線１２を照射し、電子線の透過率の差
を電流計２３により検出し情報の識別を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報を電子線によ
り媒体に記録・書換・再生を行う電子線記憶方法に関す
る。
り媒体に記録・書換・再生を行う電子線記憶方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】過去に、図１１に示すようなウイリアム
ス管５１とよばれる陰極管を用いた記憶装置が使用され
たことがあった。これは陰極管（ブラウン管）５２を用
いて電子銃５３から発生させた電子線５４を偏向コイル
５５により蛍光膜５６に当て、焦点を絞った時と焦点を
ぼかした時の蛍光膜の電荷を変化させて情報を記録し、
陰極管の外側に設けたピックアップ電極５７に発生する
電圧波形の違いで情報を再生するものである。
ス管５１とよばれる陰極管を用いた記憶装置が使用され
たことがあった。これは陰極管（ブラウン管）５２を用
いて電子銃５３から発生させた電子線５４を偏向コイル
５５により蛍光膜５６に当て、焦点を絞った時と焦点を
ぼかした時の蛍光膜の電荷を変化させて情報を記録し、
陰極管の外側に設けたピックアップ電極５７に発生する
電圧波形の違いで情報を再生するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしウイリアムス管
は蛍光膜上の電荷が短時間に散逸してしまうので、電子
線を常に走査していないと記憶を保持できない。即ち揮
発性の記憶装置である。また陰極管が大型のため装置の
小型化に限界があった。
は蛍光膜上の電荷が短時間に散逸してしまうので、電子
線を常に走査していないと記憶を保持できない。即ち揮
発性の記憶装置である。また陰極管が大型のため装置の
小型化に限界があった。
【０００４】本発明の目的は、ウイリアムス管の欠点の
解決を図った電子線記憶方法を提供することにある。
解決を図った電子線記憶方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、非晶質と結晶
質とで電子線の透過率の異なる記憶媒体を用い、この記
憶媒体に記録媒体の融点以上に加熱可能な強度で電子線
を照射し急冷することにより非晶質化し、記憶媒体の結
晶化温度以上かつ融点以下に加熱可能な強度で電子線を
照射し結晶化させ、情報の記憶・消去を行い、この記憶
媒体に記録媒体の結晶化温度を越えない強度の電子線を
照射し、その透過量を検出することにより情報の再生を
行うことを特徴とする電子線記憶方法である。
質とで電子線の透過率の異なる記憶媒体を用い、この記
憶媒体に記録媒体の融点以上に加熱可能な強度で電子線
を照射し急冷することにより非晶質化し、記憶媒体の結
晶化温度以上かつ融点以下に加熱可能な強度で電子線を
照射し結晶化させ、情報の記憶・消去を行い、この記憶
媒体に記録媒体の結晶化温度を越えない強度の電子線を
照射し、その透過量を検出することにより情報の再生を
行うことを特徴とする電子線記憶方法である。
【０００６】記憶媒体としては、電子線の照射により電
子線の透過率が変化する媒体を用いる。このような媒体
としては、インジウム、シリコン、ゲルマニウム、セレ
ン、ガリウム、テルル、錫、鉛、タリウム、亜鉛、カド
ミウム、ビスマス、ひそ、アンチモン、硫黄、ボロニウ
ム、燐、ニッケル燐などがある。
子線の透過率が変化する媒体を用いる。このような媒体
としては、インジウム、シリコン、ゲルマニウム、セレ
ン、ガリウム、テルル、錫、鉛、タリウム、亜鉛、カド
ミウム、ビスマス、ひそ、アンチモン、硫黄、ボロニウ
ム、燐、ニッケル燐などがある。
【０００７】また、本発明に用いる電子線記憶素子を同
一基板上に複数形成することによって、記憶容量を増大
させることができる。
一基板上に複数形成することによって、記憶容量を増大
させることができる。
【０００８】本発明の電子線記憶方法では、非晶質と結
晶質とで電子線の透過量の異なる記憶媒体を用い、相変
化によって情報の記録・消去を行っているため、電子線
を常に走査する必要はない。また、電子線記憶素子を本
発明の構成とすることにより小型化が可能である。
晶質とで電子線の透過量の異なる記憶媒体を用い、相変
化によって情報の記録・消去を行っているため、電子線
を常に走査する必要はない。また、電子線記憶素子を本
発明の構成とすることにより小型化が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に用いる電子線記
憶素子２５の一実施例を示す図である。基板１の上に電
子銃３が形成されており、電極２を介して電極１６との
間に電源１９から電圧がかけられると電子線１２が放射
される。電子線１２は３つの電極Ａ、Ｂ、Ｃ（それぞれ
９、７，５）からなる電界レンズ１０によって絞られ、
また偏向電極１３によって記憶媒体１５の所定の位置に
照射され、記録領域Ａ、Ｂ（それぞれ１８、１７）に情
報が記録される。
憶素子２５の一実施例を示す図である。基板１の上に電
子銃３が形成されており、電極２を介して電極１６との
間に電源１９から電圧がかけられると電子線１２が放射
される。電子線１２は３つの電極Ａ、Ｂ、Ｃ（それぞれ
９、７，５）からなる電界レンズ１０によって絞られ、
また偏向電極１３によって記憶媒体１５の所定の位置に
照射され、記録領域Ａ、Ｂ（それぞれ１８、１７）に情
報が記録される。
【００１０】電界レンズ１０は、電極Ａ，Ｃが接地さ
れ、電極Ｂが電源２０と接続され、正電位にバイアスさ
れている。この電場の作用により電子は力を受け収束さ
れる。なお、電界レンズ１０は、他の形状でも良いし、
磁界レンズに変えることもできる。
れ、電極Ｂが電源２０と接続され、正電位にバイアスさ
れている。この電場の作用により電子は力を受け収束さ
れる。なお、電界レンズ１０は、他の形状でも良いし、
磁界レンズに変えることもできる。
【００１１】偏向電極１３をＸＹ面で切った場合の形状
を図２に示す。図２（ｂ）のようにリング状電極を２分
割した形状では一次元方向に偏向可能であり、図２
（ｃ）では２次元状に偏向可能である。偏向量は電源２
１の電圧値によって任意にできる。
を図２に示す。図２（ｂ）のようにリング状電極を２分
割した形状では一次元方向に偏向可能であり、図２
（ｃ）では２次元状に偏向可能である。偏向量は電源２
１の電圧値によって任意にできる。
【００１２】電子銃３、電界レンズ１０、偏向電極１３
の電圧は、制御回路２２により外部バス２４からのデー
タに基づいて制御される。情報の記録は電子線１２の強
度を強くかつ短時間に照射して、記録媒体の融点以上に
加熱し急冷することにより記憶媒体１５を非晶質にする
と電子線の透過率が高まることによりなされる。一方、
情報の消去は電子線１２の強度を弱くかつ長時間照射し
て、結晶化温度以上かつ融点以下で加熱すると結晶質に
相変態し電子線の透過率が低くなることによりなされ
る。情報の再生は電子線１２の強度を弱く結晶化温度を
越えないように照射して、記憶媒体１５が結晶質か非晶
質かを電子線の透過率の差から電流形２３により検出し
情報の識別を行う。電流値の差は制御回路２２を介して
２値化された情報として外部バス２４から出力される。
の電圧は、制御回路２２により外部バス２４からのデー
タに基づいて制御される。情報の記録は電子線１２の強
度を強くかつ短時間に照射して、記録媒体の融点以上に
加熱し急冷することにより記憶媒体１５を非晶質にする
と電子線の透過率が高まることによりなされる。一方、
情報の消去は電子線１２の強度を弱くかつ長時間照射し
て、結晶化温度以上かつ融点以下で加熱すると結晶質に
相変態し電子線の透過率が低くなることによりなされ
る。情報の再生は電子線１２の強度を弱く結晶化温度を
越えないように照射して、記憶媒体１５が結晶質か非晶
質かを電子線の透過率の差から電流形２３により検出し
情報の識別を行う。電流値の差は制御回路２２を介して
２値化された情報として外部バス２４から出力される。
【００１３】図３は本発明に用いる電子線記憶素子１の
別の実施例を示す図である。基板１から絶縁層１４まで
は図１の電子線記憶素子と同じ構造であるが、同一基板
上に存在する個々の電子線記憶素子間の隔壁が記憶媒体
近傍で存在せず、１つの電子線記憶素子の電子銃からの
電子線と隣の電子線記憶素子からの電子線との間隔が隔
壁の厚みの分だけ小さくでき、記憶密度をより大きくで
きる。
別の実施例を示す図である。基板１から絶縁層１４まで
は図１の電子線記憶素子と同じ構造であるが、同一基板
上に存在する個々の電子線記憶素子間の隔壁が記憶媒体
近傍で存在せず、１つの電子線記憶素子の電子銃からの
電子線と隣の電子線記憶素子からの電子線との間隔が隔
壁の厚みの分だけ小さくでき、記憶密度をより大きくで
きる。
【００１４】本発明に用いる電子線記憶素子の製造に
は、図４（ａ）から図８（ｍ）に示すプロセスを用い
る。
は、図４（ａ）から図８（ｍ）に示すプロセスを用い
る。
【００１５】絶縁体基板としてガラス基板２５上に金属
薄膜２６としてタングステンを設け（図４（ｂ））、レ
ジスト２７を被覆したのち、露光、エッチングを行う
（図４（ｃ））。その上に絶縁体としてＳｉＯ2 ２８を
被覆したのち残存するレジストを除去して電極２６を形
成する（図４（ｄ））。以下の工程は電子銃の作成であ
るが、４種類の作成法を説明する。
薄膜２６としてタングステンを設け（図４（ｂ））、レ
ジスト２７を被覆したのち、露光、エッチングを行う
（図４（ｃ））。その上に絶縁体としてＳｉＯ2 ２８を
被覆したのち残存するレジストを除去して電極２６を形
成する（図４（ｄ））。以下の工程は電子銃の作成であ
るが、４種類の作成法を説明する。
【００１６】第一の方法は図４（ｄ）のタングステン電
極２６の上に再びレジスト２９を塗布し（図５
（ｅ））、電極部の上のレジスト部に露光した後エッチ
ングして円錐状のレジスト部２９′を形成する（図５
（ｆ））。全体をイオンエッチングにより該レジスト部
が無くなるまでエッチングし、電極の上に金属からなる
円錐状の電子銃となるＷ針３０を形成する（図５
（ｇ））。Ｗ針の先端の曲率半径は０．１μｍ程度であ
れば良い。また、電子銃はＷ以外の金属や、ＴｉＣ、Ｔ
ａＣ、ＳｉＣなどの炭化物や、ＴｉＮのような窒化物で
もよい。
極２６の上に再びレジスト２９を塗布し（図５
（ｅ））、電極部の上のレジスト部に露光した後エッチ
ングして円錐状のレジスト部２９′を形成する（図５
（ｆ））。全体をイオンエッチングにより該レジスト部
が無くなるまでエッチングし、電極の上に金属からなる
円錐状の電子銃となるＷ針３０を形成する（図５
（ｇ））。Ｗ針の先端の曲率半径は０．１μｍ程度であ
れば良い。また、電子銃はＷ以外の金属や、ＴｉＣ、Ｔ
ａＣ、ＳｉＣなどの炭化物や、ＴｉＮのような窒化物で
もよい。
【００１７】第二の方法は、図９（ｎ）に示すように、
タングステン電極２６の上にＷ（ＣＯ）6 ６０のガス気
流中で紫外線レーザー６１を照射して光化学反応を利用
して金属タングステンを針状に成長させて電子銃３０を
形成する。
タングステン電極２６の上にＷ（ＣＯ）6 ６０のガス気
流中で紫外線レーザー６１を照射して光化学反応を利用
して金属タングステンを針状に成長させて電子銃３０を
形成する。
【００１８】第三の方法は、図９（ｎ）と同様にタング
ステン電極２６の上に塩化タングステン水溶液中でＹＡ
Ｇレーザーを照射し、金属タングステンを針状に成長さ
せて電子銃を形成した。
ステン電極２６の上に塩化タングステン水溶液中でＹＡ
Ｇレーザーを照射し、金属タングステンを針状に成長さ
せて電子銃を形成した。
【００１９】第四の方法では、図９（ｏ）に示すように
塩化タングステン水溶液６２中で白金針６３をタングス
テン電極２６の上に近付け、電界を掛けることにより金
属タングステンを針状に析出させ、電子銃３０を形成し
た。以上の方法ではＳｉＯ2 ２８を形成してから電子銃
を形成しているが、ＳｉＯ2 ２８はこの後の絶縁体３２
と同時に形成してもかまわない。
塩化タングステン水溶液６２中で白金針６３をタングス
テン電極２６の上に近付け、電界を掛けることにより金
属タングステンを針状に析出させ、電子銃３０を形成し
た。以上の方法ではＳｉＯ2 ２８を形成してから電子銃
を形成しているが、ＳｉＯ2 ２８はこの後の絶縁体３２
と同時に形成してもかまわない。
【００２０】上記４つのいずれかの方法で電子銃を形成
した後、その上にレジスト３１を塗布し（図６
（ｈ））、電子銃の上の部分、直径１０μｍの領域に露
光し、その他の部分の溶媒で除去する（図６（ｉ））。
絶縁体３２を成膜した後、金属３３、３５、３７と絶縁
体３４、３６、３８の順に３回成膜を繰り返して電界レ
ンズを形成する。その上に金属としてＣｕ３９を被覆し
偏向電極を形成する（図６（ｊ））。その上に絶縁層４
０を形成したのち溶媒によりレジストを除去し、電子銃
の上に孔を形成する（図７（ｋ））。成膜方法として
は、スパッタ法が望ましいが、蒸着法や、ＣＶＤ法等で
もよい。別に作製した、ガラスからなる基板６１の上に
スパッタリングにより被覆したアルミニウム電極膜４２
上のインジウム・セレン合金薄膜からなる記憶媒体４１
を該孔を覆うように接着し（図７（ｌ））、全体４５を
絶縁体として封入ガラス４４で真空状態中に封入する
（図８（ｍ））することにより作製した。このように作
製した素子を図１０に示すように硝子基板４６上に多数
集積化することで記憶容量の大きい電子線記憶素子が得
られる。直径１０μｍの素子を作製し、素子の間隔を１
０μｍ取った場合、１ｃｍ×１ｃｍの基板上に２５０，
０００個の素子が存在する。
した後、その上にレジスト３１を塗布し（図６
（ｈ））、電子銃の上の部分、直径１０μｍの領域に露
光し、その他の部分の溶媒で除去する（図６（ｉ））。
絶縁体３２を成膜した後、金属３３、３５、３７と絶縁
体３４、３６、３８の順に３回成膜を繰り返して電界レ
ンズを形成する。その上に金属としてＣｕ３９を被覆し
偏向電極を形成する（図６（ｊ））。その上に絶縁層４
０を形成したのち溶媒によりレジストを除去し、電子銃
の上に孔を形成する（図７（ｋ））。成膜方法として
は、スパッタ法が望ましいが、蒸着法や、ＣＶＤ法等で
もよい。別に作製した、ガラスからなる基板６１の上に
スパッタリングにより被覆したアルミニウム電極膜４２
上のインジウム・セレン合金薄膜からなる記憶媒体４１
を該孔を覆うように接着し（図７（ｌ））、全体４５を
絶縁体として封入ガラス４４で真空状態中に封入する
（図８（ｍ））することにより作製した。このように作
製した素子を図１０に示すように硝子基板４６上に多数
集積化することで記憶容量の大きい電子線記憶素子が得
られる。直径１０μｍの素子を作製し、素子の間隔を１
０μｍ取った場合、１ｃｍ×１ｃｍの基板上に２５０，
０００個の素子が存在する。
【００２１】
【発明の効果】次に、実施例で得られた電子線記憶素子
について動作試験を行ったところ、アクセス時間２００
μｓ、記録密度平方ｍｍ当たり１０5 ビットにおいて情
報の記録・書換・再生が確認された。また素子全体の大
きさは２ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍであり、ウイリアム
ス管の１０ｃｍ×１０ｃｍ×２０ｃｍに比べ極めて小さ
い。さらに、ウイリアムス管と異なり、絶えず走査する
必要はないという効果がある。
について動作試験を行ったところ、アクセス時間２００
μｓ、記録密度平方ｍｍ当たり１０5 ビットにおいて情
報の記録・書換・再生が確認された。また素子全体の大
きさは２ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍであり、ウイリアム
ス管の１０ｃｍ×１０ｃｍ×２０ｃｍに比べ極めて小さ
い。さらに、ウイリアムス管と異なり、絶えず走査する
必要はないという効果がある。
【図１】本発明に用いる電子線記憶素子の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明に用いる電子線記憶素子の一実施例で用
いる偏光電極の形状を示す断面図である。
いる偏光電極の形状を示す断面図である。
【図３】本発明に用いる電子線記憶素子の別の実施例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図９】本発明に用いる電子線記憶素子の製造方法を示
す図である。
す図である。
【図１０】本発明に用いる電子線記憶素子の素子部が基
板上にいくつか形成されている様子を示す図である。
板上にいくつか形成されている様子を示す図である。
【図１１】従来の陰極管と蛍光膜を用いた記憶装置であ
るウイリアムス管を示す図である。
るウイリアムス管を示す図である。
１ 基板 ２ 電極 ３ 電子銃 ４ 絶縁層 ５ 電極Ｃ ６ 絶縁層 ７ 電極Ｂ ８ 絶縁層 ９ 電極Ａ １０ 電界レンズ １１ 絶縁層 １２ 電子線 １３ 偏向電極 １４ 絶縁層 １５ 記憶媒体 １６ 電極 １７ 記憶領域Ｂ １８ 記憶領域Ａ １９ 電源 ２０ 電源 ２１ 電源 ２２ 制御回路 ２３ 電圧形 ２４ 外部バス ２５ 硝子基板 ２６ タングステン薄膜 ２７ レジスト膜 ２８ ＳｉＯ2 膜 ２９ レジスト膜 ３０ Ｗ針 ３１ レジスト膜 ３２ ＳｉＯ2 膜 ３３ Ａｌ膜 ３４ ＳｉＯ2 膜 ３５ Ａｌ膜 ３６ ＳｉＯ2 膜 ３７ Ａｌ膜 ３８ ＳｉＯ2 膜 ３９ Ｃｕ膜 ４０ ＳｉＯ2 膜 ４１ ＩｎＳｅ膜 ４２ Ａｌ膜 ４３ 電極 ４４ 封入硝子管 ４５ 電子線記憶素子 ４６ 基板 ４７ 素子 ４８ 電極 ５１ ウイリアムス管 ５２ 陰極管 ５３ 電子銃 ５４ 電子線 ５５ 偏向コイル ５６ 蛍光膜 ５７ ピックアップ電極 ５８ 増幅・論理回路 ６０ Ｗ（ＣＯ）6 ６１ レーザー光 ６２ 塩化タングステン水溶液 ６３ 白金針
Claims (1)
- 【請求項１】非晶質と結晶質とで電子線の透過率の異な
る記憶媒体を用い、この記憶媒体に記録媒体の融点以上
に加熱可能な強度で電子線を照射し急冷することにより
非晶質化し、記憶媒体の結晶化温度以上かつ融点以下に
加熱可能な強度で電子線を照射し結晶化させ、情報の記
憶・消去を行い、この記憶媒体に記憶媒体の結晶化温度
を越えない強度の電子線を照射し、その透過量を検出す
ることにより情報の再生を行うことを特徴とする電子線
記憶方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30384797A JPH10247383A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子線記憶方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30384797A JPH10247383A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子線記憶方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024119A Division JP2773350B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 電子線記憶方法および電子線記憶素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247383A true JPH10247383A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=17926029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30384797A Pending JPH10247383A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子線記憶方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10247383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045822A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-19 | Jerry Bohn | Non-mechanical recording and retrieval apparatus |
| US7471542B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-12-30 | Panasonic Corporation | Information storage apparatus storing and reading information by irradiating a storage medium with electron beam |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP30384797A patent/JPH10247383A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7471542B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-12-30 | Panasonic Corporation | Information storage apparatus storing and reading information by irradiating a storage medium with electron beam |
| WO2005045822A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-19 | Jerry Bohn | Non-mechanical recording and retrieval apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990223 |