JPH10293948A - Production of recording medium - Google Patents

Production of recording medium

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JPH10293948A
JPH10293948A JP9116496A JP11649697A JPH10293948A JP H10293948 A JPH10293948 A JP H10293948A JP 9116496 A JP9116496 A JP 9116496A JP 11649697 A JP11649697 A JP 11649697A JP H10293948 A JPH10293948 A JP H10293948A
Authority
JP
Japan
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layer
oxide layer
substrate
recording medium
probe
Prior art date
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Pending
Application number
JP9116496A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Ikeda
勉 池田
Takeo Yamazaki
剛生 山崎
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a recording medium which may be formed with a thinner second Si oxide layer of the recording medium surface, may be improved in the smoothness of the surface and allows writing of recording bits by and for a low impressed voltage and short voltage impression time. SOLUTION: In the process for producing the recording medium with which the accumulation of charges by implantation of the charges from a probe is possible, an SOI substrate consisting of a single crystalline Si substrate 1, a first Si oxide layer 2 formed on the single crystalline Si substrate and a single crystalline Si layer 3 formed on the first Si oxide layer is manufactured. The single crystalline Si layer 3 on the first Si oxide layer 2 is nitrided to form an Si nitride layer 4 and thereafter, part of the Si nitride layer 4 is oxidized to form the second Si oxide layer 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡の原理を用いた情報記録に用いる記録媒体の製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a recording medium used for recording information using the principle of a scanning probe microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子的スケールの空間分解能を持つ表面
顕微鏡として、走査型トンネル顕微鏡(以下STMとす
る)あるいは走査型原子間力顕微鏡(以下AFMとす
る)が実用化されている(これらは走査型プローブ顕微
鏡(以下SPMとする)と総称されている)。これらの
SPMでは、ティップが試料表面に原子レベルでアクセ
スできることを応用し、局所領域に記録情報を書き込
む、情報記録再生装置が考えられている。STMは、バ
イアスのかかった導電性ティップと導電性試料の距離を
数オングストローム以下に接近させた時に流れるトンネ
ル電流を検出し、トンネル電流が一定になるようにティ
ップと試料との間の距離を制御しながらティップを走査
させ、トンネル電流または帰還制御信号を画像化するこ
とによって表面像を構成する。STMを応用した記録方
法としては、ティップと記録媒体の間に電圧を印加し、
局所的に記録媒体の表面形態を変化させる方法、或は記
録媒体の導電性を変化させる方法などがある。
2. Description of the Related Art A scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as STM) or a scanning atomic force microscope (hereinafter referred to as AFM) has been put into practical use as a surface microscope having a spatial resolution of an atomic scale (these are scanning). Type probe microscope (hereinafter referred to as SPM). In these SPMs, an information recording / reproducing device that writes recorded information in a local region by applying the fact that a tip can access a sample surface at an atomic level has been considered. The STM detects the tunnel current that flows when the distance between the biased conductive tip and the conductive sample is reduced to less than several angstroms, and controls the distance between the tip and the sample so that the tunnel current becomes constant. While scanning the tip while imaging the tunnel current or the feedback control signal, a surface image is formed. As a recording method applying STM, a voltage is applied between the tip and the recording medium,
There are a method of locally changing the surface morphology of the recording medium, a method of changing the conductivity of the recording medium, and the like.

【0003】一方AFMは、ティップを試料に数オング
ストローム以下に接近させたときにティップと試料表面
とに働く原子間力を検出し、ティップを二次元平面的に
走査させて、凹凸情報を含む表面像を構成する。原子間
力を検出する手段としては、一端を固定し、自由端近傍
にティップを保持した弾性体のカンチレバーが用いられ
ている。同一装置でAFM及びSTM観察するための多
機能顕微鏡として、走査型原子間力/トンネル複合顕微
鏡(AFM/STM)がある。これによると、AFMで
用いられるプローブはカンチレバーとそのカンチレバー
に保持されたティップからなり、ティップを導電性にす
ることによってティップと試料との間に流れる電流を検
出できる。通常の使用方法では、AFM動作時にティッ
プと試料との間にバイアスを加えて電流を検出し、同一
のティップによる表面凹凸像とトンネル電流分布像を同
時に取得することができる。この複合機においても、テ
ィップが試料表面に原子レベルでアクセスできることを
応用し、局所領域に記録情報を書き込む情報記録再生装
置が考えられている。
On the other hand, the AFM detects an atomic force acting on the tip and the sample surface when the tip approaches the sample by several angstroms or less, scans the tip in a two-dimensional plane, and scans the surface including irregularity information. Make up the image. As a means for detecting an atomic force, an elastic cantilever having one end fixed and a tip held near a free end is used. As a multifunctional microscope for observing AFM and STM with the same apparatus, there is a combined scanning atomic force / tunneling microscope (AFM / STM). According to this, a probe used in the AFM includes a cantilever and a tip held by the cantilever, and by making the tip conductive, a current flowing between the tip and the sample can be detected. In a normal usage, a current is detected by applying a bias between the tip and the sample during the AFM operation, and a surface unevenness image and a tunnel current distribution image by the same tip can be simultaneously obtained. Also in this multifunction device, an information recording / reproducing device that writes recording information in a local area by applying the fact that a tip can access a sample surface at an atomic level has been considered.

【0004】局所領域への情報の記録方法としてはティ
ップ−媒体間に電圧を印加して行うものが多い。その方
法としては、 ・媒体表面を溶かして穴を開ける方法。 ・媒体の結晶−非結晶を変化させ導電性を変化させる方
法。 ・ティップ材料を媒体に飛ばして凹凸をつける方法 ・媒体の導電性を変化させる方法。 ・媒体内に電荷を蓄積させる方法。 等がある。この中で、媒体内に電荷を蓄積させる方法は
メカニズムが明確で、かつ書き込み消去が容易であるた
め、SPM技術を用いた情報記録再生方法のなかでは最
も実用性が高い部類に入る。使用する媒体は主に2種類
あり、一つは窒化Si層/酸化Si層/Si基板(NO
S)タイプ、もう一つは酸化Si層/窒化Si層/酸化
Si層/Si基板(ONOS)タイプである。両者共酸
化Si層と窒化Si層の界面付近に電荷を蓄積させる点
では同一であるが、ONOSタイプの方が、より表面付
近に電荷を蓄積できるためビット径を小さくでき、高密
度化に有利になる。ONOSタイプの媒体は、n型のS
i基板表面を酸化させた後、LP−CVD法により窒化
Si層を形成し、さらにこの表面を酸化させ、酸化Si
層を形成することにより作製される(Ichiro F
ujiwara,et al.,Jan.J.App
l.Phys.Vol.35,(1996)pp.27
64−2769 Part 1,No.5A,May
1996)。
[0004] In many cases, information is recorded in a local area by applying a voltage between the tip and the medium. The method is as follows:-A method in which holes are made by melting the medium surface. A method of changing the conductivity of the medium by changing the crystal-non-crystal of the medium. -A method of making the tip material fly on the medium to make it uneven-A method of changing the conductivity of the medium. -A method of accumulating charges in a medium. Etc. Among them, the method of accumulating electric charge in a medium has a clear mechanism and is easy to write and erase, and therefore, is one of the most practical classes among the information recording and reproducing methods using the SPM technology. There are mainly two types of media used, one is a Si nitride layer / Si oxide layer / Si substrate (NO
S) type, and the other is a Si oxide layer / Si nitride layer / Si oxide layer / Si substrate (ONOS) type. Both are the same in that charges are stored near the interface between the co-oxidized Si layer and the Si nitride layer. However, the ONOS type can store the charges more near the surface, so that the bit diameter can be reduced, which is advantageous for higher density. become. ONOS type media is n-type S
After oxidizing the surface of the i-substrate, a silicon nitride layer is formed by LP-CVD,
(Ichiro F)
ujiwara, et al. , Jan. J. App
l. Phys. Vol. 35, (1996) pp. 27
64-2769 Part 1, No. 5A, May
1996).

【0005】図2に電荷蓄積型の情報記録再生の原理を
示した模式図を示した。記録媒体はn型の単結晶Si基
板21上に第1の酸化Si層22、窒化Si層23、第
2の酸化Si層24が形成されONOS構造を有してい
る。単結晶Si基板21の裏面には電圧印加のための電
極層25が形成されている。この媒体に対する記録(図
2−a)は、まずAFMモード、即ちプローブ26の先
端を媒体表面に接触した状態で基板裏面の電極層25と
プローブ26間に電圧を印加することにより行う。プロ
ーブ26は通常、窒化Siなどでできたカンチレバーに
金属をコートして導電性を付与したものを使用する。こ
の電圧印加によって、窒化Si層23と第2の酸化Si
層24の界面付近に電荷が注入蓄積されて記録ビット2
7が形成される。再生は走査型マクスウエル応力顕微鏡
(SMM)モードで行う(図2−b)。プローブ26に
電圧を印加した状態で媒体に非接触でその表面を走査さ
せると、電荷が蓄積された記録ビット27付近では蓄積
された電荷によってプローブ26に対して応力が作用
し、結果としてプローブ26を変位させる。この変位を
検知することにより記録ビット27を認識する。プロー
ブ26の変位は通常レーザー光27をプローブの裏面に
照射し、その反射光をヘテロダイン干渉計28で検知し
て検出する。
FIG. 2 is a schematic view showing the principle of charge storage type information recording / reproducing. The recording medium has an ONOS structure in which a first Si oxide layer 22, a Si nitride layer 23, and a second Si oxide layer 24 are formed on an n-type single crystal Si substrate 21. An electrode layer 25 for applying a voltage is formed on the back surface of the single crystal Si substrate 21. The recording on the medium (FIG. 2-a) is first performed in the AFM mode, that is, by applying a voltage between the electrode layer 25 on the back surface of the substrate and the probe 26 with the tip of the probe 26 in contact with the medium surface. As the probe 26, a probe in which conductivity is imparted by coating a metal on a cantilever made of Si nitride or the like is usually used. By this voltage application, the Si nitride layer 23 and the second Si oxide
Charges are injected and accumulated near the interface of the layer 24 to generate the recording bit 2.
7 is formed. Reproduction is performed in a scanning Maxwell stress microscope (SMM) mode (FIG. 2B). When the surface is scanned in a non-contact manner with the medium in a state in which a voltage is applied to the probe 26, a stress acts on the probe 26 due to the accumulated charge in the vicinity of the recording bit 27 where the charge is accumulated. Is displaced. By detecting this displacement, the recording bit 27 is recognized. The displacement of the probe 26 is normally detected by irradiating the back surface of the probe with laser light 27 and detecting the reflected light by a heterodyne interferometer 28.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような電荷蓄積型
の記録媒体において、最も重要なのは第2の酸化Si層
の膜厚である。この膜厚は本来薄い方がより好ましい。
薄くすることにより、より低い電圧で、より短時間に、
そしてより小さいビットを記録することができ、再生に
おいても高分解に記録ビットを検出することが可能とな
る。しかしながら、従来の製造方法では、薄くしすぎる
と窒化Si層と第2の酸化Si層の界面が良好に形成さ
れず、電荷が蓄積されない部分が発生してエラーが発生
するという問題を有していた。すなわち、従来において
は、この第2の酸化Si層は、LP−CVD法によって
成膜された窒化Si層を酸化処理して作製してきた。し
かしながら、LP−CVD法のような蒸着によって成膜
された膜は、多結晶がランダムに集合して形成されるた
め、それぞれ結晶粒径、方位が不揃いであった。このよ
うな窒化Si膜を酸化処理して第2の酸化Si層を形成
する場合、その酸化速度もバラツキが生じてしまい、電
荷蓄積型にとって最も重要な酸化膜厚の均一性が損なわ
れていた。そのため、第2の酸化Si層の膜厚はそれら
を考慮した膜厚となり、およそ4〜5nmに設定され、
それ以下の膜厚にすることは困難であった。そして、こ
のような厚さの第2の酸化Si層厚を有する記録媒体に
対して、良好な記録ビットを形成させるためには、印加
電圧:10V以上、印加時間:10msec以上を要し
ていた。
In such a charge storage type recording medium, the most important is the thickness of the second Si oxide layer. It is more preferable that this film thickness is originally thin.
By making it thinner, at a lower voltage and in a shorter time,
Then, smaller bits can be recorded, and the recorded bits can be detected with high resolution even during reproduction. However, the conventional manufacturing method has a problem that if the thickness is too small, the interface between the Si nitride layer and the second Si oxide layer is not formed well, and a portion where no charge is accumulated occurs, causing an error. Was. That is, conventionally, the second Si oxide layer has been manufactured by oxidizing a Si nitride layer formed by the LP-CVD method. However, since a film formed by vapor deposition such as the LP-CVD method is formed by randomly gathering polycrystals, the crystal grain size and the orientation are not uniform. When the second silicon oxide layer is formed by oxidizing such a silicon nitride film, the oxidation rate also varies, and the most important uniformity of the oxide film thickness for the charge storage type is impaired. . Therefore, the film thickness of the second Si oxide layer is a film thickness in consideration of them, and is set to about 4 to 5 nm.
It was difficult to make the film thickness smaller than that. Then, in order to form a good recording bit on the recording medium having the second Si oxide layer having such a thickness, an applied voltage of 10 V or more and an application time of 10 msec or more were required. .

【0007】そこで、本発明は、上記した従来のものに
おける課題を解決し、記録媒体表面の第2の酸化Si層
厚を薄膜化することができると共に、表面の平滑性も向
上させることができ、低い印加電圧と短い電圧印加時間
により記録ビットの書込みが可能な記録媒体の製造方法
を提供することを目的としている。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the conventional art, and can reduce the thickness of the second Si oxide layer on the surface of the recording medium and improve the smoothness of the surface. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a recording medium on which recording bits can be written by using a low applied voltage and a short voltage application time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、記録媒体の製造方法をつぎのように構成
したことを特徴とするものである。すなわち、本発明の
記録媒体の製造方法は、プローブから電荷を注入するこ
とにより、該電荷を蓄積することが可能な記録媒体の製
造方法において、単結晶Si基板と、該単結晶Si基板
上に形成された第1の酸化Si層と、該第1の酸化Si
層上に形成された単結晶Si層からなるSOI基板を作
製し、該第1の酸化Si層上の単結晶Si層を窒化して
窒化Si層を形成した後、該窒化Si層の一部を酸化し
て第2の酸化Si層を形成することを特徴としている。
また、本発明の記録媒体の製造方法は、前記単結晶Si
層が、エピタキシャル成長によって形成された膜である
ことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a method for manufacturing a recording medium is constituted as follows. That is, the method for manufacturing a recording medium of the present invention is a method for manufacturing a recording medium capable of accumulating charges by injecting charges from a probe. The formed first silicon oxide layer, and the first silicon oxide layer
Forming an SOI substrate composed of a single crystal Si layer formed on the layer, nitriding the single crystal Si layer on the first Si oxide layer to form a Si nitride layer, and then forming a part of the Si nitride layer; Is oxidized to form a second Si oxide layer.
Further, the method of manufacturing a recording medium according to the present invention, wherein
The layer is a film formed by epitaxial growth.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、図に基づいて本発明の製造
方法を説明する。基板は、単結晶Si基板1上に第1の
酸化Si層2を介して単結晶Si層3が形成されている
SOI基板を使用する(図1−a)。SOI基板は、S
iウエハーに酸素イオンを打ち込んだ後、熱処理を行い
酸化Si層を形成する方法(通称:SIMOX)、Si
ウエハーと酸化Si膜が形成された他のSiウエハーを
張り合わせた後一方のSiウエハーを研削して薄膜化す
る方法などにより製造されている。また最近では、多孔
質Si上に単結晶Si層をエピタキシャル成長させたも
のを酸化Si膜が形成された他のSiウエハーを張り合
わせた後、多孔質Siを溶解除去する方法(特開平05
−021338号公報)が提案されている。この方法に
よって作製されたSOI基板は他にくらべて膜厚均一
性、結晶性、プロセス容易性などの点で非常に優れてい
る。また単結晶Si層や第1の酸化Si層に対して所望
の厚さで形成できるため、本発明に使用する基板として
最も好ましい。
Next, a manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. As the substrate, an SOI substrate in which a single-crystal Si layer 3 is formed on a single-crystal Si substrate 1 via a first Si oxide layer 2 (FIG. 1A). SOI substrate is S
a method of implanting oxygen ions into an i-wafer and then performing a heat treatment to form a silicon oxide layer (commonly called SIMOX);
It is manufactured by a method in which a wafer is bonded to another Si wafer on which an Si oxide film is formed, and then one of the Si wafers is ground and thinned. Also, recently, a method of dissolving and removing porous Si after laminating a single-crystal Si layer epitaxially grown on porous Si with another Si wafer on which a Si oxide film is formed (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. -021338) has been proposed. The SOI substrate manufactured by this method is extremely excellent in terms of film thickness uniformity, crystallinity, processability, and the like, as compared with others. Further, since the substrate can be formed to have a desired thickness with respect to the single crystal Si layer or the first Si oxide layer, it is most preferable as the substrate used in the present invention.

【0010】この基板を水素を含んだ窒素ガスあるいは
アンモニアガス中で熱処理を行い、単結晶Si層を窒化
して窒化Si層4を形成する(図1−b)。熱処理温度
は1100〜1300℃で行う。続いて同基板を酸化処
理して窒化された単結晶Si層、即ち窒化Si層4の最
表面に第2の酸化Si層5を形成する(図1−c)。酸
化は酸素と水素の混合ガス中、1000〜1300℃で
行う。この処理により、2〜3nm厚の均一な酸化Si
層を形成することができる。最後に、SOI基板の裏面
に電極層6を形成して、ONOS用電荷蓄積型記録媒体
を得ることができる(図1−d)。本法で得られた媒体
の表面は従来法に比べて平滑性が良好である。これは平
滑な単結晶Si層を出発層としているためである。上記
媒体に対しての情報記録は、AFMモードで行い、導電
性を付与されたプローブを媒体に接触させた状態で媒体
との間で電圧を印加することにより行う。電圧印加は通
常5〜8V、数十μsec〜数百μsecで行う。情報
の再生は、SMMモードで行い、媒体上をプローブで走
査させてその表面電荷の変化を検知することにより行
う。
The substrate is subjected to a heat treatment in a nitrogen gas or an ammonia gas containing hydrogen to nitride the single crystal Si layer to form a Si nitride layer 4 (FIG. 1B). The heat treatment is performed at 1100 to 1300 ° C. Subsequently, a second Si oxide layer 5 is formed on the outermost surface of the nitrided single crystal Si layer, that is, the nitrided Si layer 4 by oxidizing the substrate (FIG. 1C). The oxidation is performed at 1000 to 1300 ° C. in a mixed gas of oxygen and hydrogen. By this processing, a uniform 2-3 nm thick Si oxide
Layers can be formed. Finally, the electrode layer 6 is formed on the back surface of the SOI substrate to obtain an ONOS charge storage type recording medium (FIG. 1-d). The surface of the medium obtained by this method has better smoothness than the conventional method. This is because a smooth single crystal Si layer is used as a starting layer. Information recording on the medium is performed in the AFM mode, and is performed by applying a voltage between the medium and a probe provided with conductivity while in contact with the medium. The voltage application is usually performed at 5 to 8 V for several tens μsec to several hundred μsec. Information is reproduced in the SMM mode by scanning the medium with a probe and detecting a change in surface charge.

【0011】本発明の製造方法によって作製された記録
媒体を用いて情報の記録再生を行うと次のような特徴的
な効果を得ることができる。・第2の酸化Si層を薄膜
化できるため、記録時の低印加電圧化、短時間化ができ
る。・記録時の低印加電圧化、短時間化ができるため、
プローブヘの負荷が低減できるためプローブの耐久性を
向上させることができる。・媒体表面の平滑性が良好な
ため、記録時、接触走査をしているプローブ先端の摩耗
を低減できるため、プローブの耐久性を向上させること
ができる。
When information is recorded / reproduced using a recording medium produced by the production method of the present invention, the following characteristic effects can be obtained. -Since the second Si oxide layer can be made thinner, the applied voltage during recording can be reduced and the time can be shortened.・ Because it is possible to lower the applied voltage and shorten the recording time,
Since the load on the probe can be reduced, the durability of the probe can be improved. Since the smoothness of the medium surface is good, the wear of the tip of the probe performing the contact scanning during recording can be reduced, and the durability of the probe can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 [実施例1]実施例1においては、まず、特開平05−
021338号公報に記載された方法によって、SOI
基板を作製した。単結晶Si基板1はn型とし、第1の
酸化Si層2厚は2nm、単結晶Si層3厚は6nmと
した。この基板をアンモニアガス雰囲気中、1250℃
で加熱することにより単結晶Si層を窒化して窒化Si
層4を形成した。続いて、上記基板を酸素及び水素雰囲
気中、1200℃ですることにより窒化Si層表面を酸
化して第2の酸化Si層5を形成した。次に、単結晶S
i基板裏面に形成された酸化Si層及び窒化Si層をド
ライエッチング処理により除去した。この除去面にT
i:5nm、Au:50nmを成膜することにより電極
層6を形成した。
Embodiments of the present invention will be described below. [Example 1] In Example 1, first,
According to the method described in JP-A-021338, SOI
A substrate was prepared. The single-crystal Si substrate 1 was n-type, the thickness of the first Si oxide layer 2 was 2 nm, and the thickness of the single-crystal Si layer 3 was 6 nm. This substrate is placed in an ammonia gas atmosphere at 1250 ° C.
The single crystal Si layer is nitrided by heating at
Layer 4 was formed. Subsequently, the substrate was oxidized in an atmosphere of oxygen and hydrogen at 1200 ° C. to oxidize the surface of the Si nitride layer, thereby forming a second Si oxide layer 5. Next, the single crystal S
The Si oxide layer and the Si nitride layer formed on the back surface of the i-substrate were removed by dry etching. T
The electrode layer 6 was formed by depositing i: 5 nm and Au: 50 nm.

【0013】これらの処理により、最表面の酸化Si層
5厚2.5nm/窒化Si層4厚8nm/酸化Si層2
厚2nm/単結晶Si基板1/電極層6からなる記録媒
体を作製できた。この媒体表面をAFMで測定したとこ
ろ、5μm平方内での表面粗さは最大1.0nmであっ
た。次に、この媒体に対して情報の記録・再生を行っ
た。プローブにはタングステンコートされた窒化Siプ
ローブを使用した。記録条件は、印加電圧8V、印加時
間100μsecの矩形波パルスとした。この条件によ
り1万回のパルス印加を行なった。続いてSMMモード
で再生を行なったところ、ビット径はおよそ60nm径
で、エラーは無く良好に記録再生を行うことができた。
次に、使用したプローブ先端を走査型電子顕微鏡(FE
−SEM)で観察した。その結果、プローブ先端のタン
グステン層には摩耗などの変化は観察されなかった。
By these treatments, the outermost surface of the silicon oxide layer 5 is 2.5 nm thick / the silicon nitride layer 4 is 8 nm thick / the silicon oxide layer 2
A recording medium having a thickness of 2 nm / single-crystal Si substrate 1 / electrode layer 6 was produced. When the surface of this medium was measured by AFM, the maximum surface roughness within a square of 5 μm was 1.0 nm. Next, information was recorded and reproduced on this medium. As the probe, a tungsten-coated Si nitride probe was used. The recording conditions were a rectangular pulse having an applied voltage of 8 V and an application time of 100 μsec. Under these conditions, pulse application was performed 10,000 times. Subsequently, when reproduction was performed in the SMM mode, the bit diameter was about 60 nm, and recording and reproduction could be performed satisfactorily without error.
Next, the tip of the used probe was scanned with a scanning electron microscope (FE).
-SEM). As a result, no change such as abrasion was observed in the tungsten layer at the tip of the probe.

【0014】[実施例2]実施例2においては、実施例
1と同様にSOI基板を作製した。単結晶Si基板1は
n型とし、第1の酸化Si層2厚は3nm、単結晶Si
層3厚は5nmとした。この基板をアンモニアガス雰囲
気中、1300℃で加熱保持することにより単結晶Si
層を窒化して窒化Si層4を形成した。続いて、上記基
板を酸素及び水素雰囲気中、1200℃ですることによ
り窒化Si層4表面を酸化して第2の酸化Si層5を形
成した。次に、単結晶Si基板1裏面に形成された酸化
Si層及び窒化Si層をドライエッチング処理により除
去した。この除去面にTi:5nm、Au:50nmを
成膜することにより電極層6を形成した。
Example 2 In Example 2, an SOI substrate was manufactured in the same manner as in Example 1. The single-crystal Si substrate 1 is n-type, the thickness of the first Si oxide layer 2 is 3 nm, and the single-crystal Si
The thickness of the layer 3 was 5 nm. The substrate is heated and maintained at 1300 ° C. in an ammonia gas atmosphere to form single crystal Si.
The layer was nitrided to form a Si nitride layer 4. Subsequently, the surface of the substrate was oxidized at 1200 ° C. in an atmosphere of oxygen and hydrogen to oxidize the surface of the Si nitride layer 4 to form a second Si oxide layer 5. Next, the silicon oxide layer and the silicon nitride layer formed on the back surface of the single crystal Si substrate 1 were removed by dry etching. The electrode layer 6 was formed by forming a film of Ti: 5 nm and Au: 50 nm on the removed surface.

【0015】これらの処理により、最表面の第1の酸化
Si層5厚2nm/窒化Si層4厚7nm/酸化Si層
2厚2nm/単結晶Si基板1/電極層6からなる記録
媒体を作製できた。次に、この媒体に対して情報の記録
・再生を行った。プローブには白金コートされた窒化S
iプローブを使用した。記録条件は、印加電圧7V、印
加時間80μsecの矩形波パルスとした。この条件に
より2万回のパルス印加を行なった。続いてSMMモー
ドで再生を行なったところ、ビット径はおよそ50nm
径で、エラーは無く良好に記録再生を行うことができ
た。次に、使用したプローブ先端を走査型電子顕微鏡
(FE−SEM)で観察した。その結果、プローブ先端
の白金層には摩耗などの変化は観察されなかった。
By these treatments, a recording medium composed of the first surface of the first Si oxide layer 5 having a thickness of 2 nm / Si nitride layer 4 having a thickness of 7 nm / Si oxide layer 2 having a thickness of 2 nm / single crystal Si substrate 1 / electrode layer 6 is produced. did it. Next, information was recorded and reproduced on this medium. Probe is platinum coated nitrided S
An i-probe was used. The recording conditions were a rectangular pulse having an applied voltage of 7 V and an application time of 80 μsec. Under these conditions, pulse application was performed 20,000 times. Subsequently, when reproduction was performed in the SMM mode, the bit diameter was about 50 nm.
Recording and reproduction could be performed satisfactorily with no error in diameter. Next, the tip of the used probe was observed with a scanning electron microscope (FE-SEM). As a result, no change such as abrasion was observed in the platinum layer at the tip of the probe.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように、SO
I基板の単結晶Si層を窒化及び酸化処理して記録媒体
を作製することにより、従来にくらべて記録媒体表面の
第2の酸化Si層厚を薄膜化できると共に、表面の平滑
性も向上させることができ、これによって、低い印加電
圧と短い電圧印加時間により記録ビットの書込みが可能
となり、プローブの耐久性を向上させることができる。
また 本発明によると、媒体表面の平滑性を良好とする
ことができるため、記録時、接触走査をしているプロー
ブ先端の摩耗を低減することができ、プローブの耐久性
を向上させることができる。
According to the present invention, as described above, the SO
By manufacturing the recording medium by nitriding and oxidizing the single crystal Si layer of the I substrate, the thickness of the second Si oxide layer on the surface of the recording medium can be made thinner than before, and the surface smoothness can be improved. This makes it possible to write a recording bit with a low applied voltage and a short voltage application time, thereby improving the durability of the probe.
Further, according to the present invention, since the smoothness of the medium surface can be improved, it is possible to reduce the abrasion of the tip of the probe performing the contact scanning during recording and to improve the durability of the probe. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing method of the present invention.

【図2】電荷蓄積型の情報記録再生の原理を示した模式
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of charge storage type information recording and reproduction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21:単結晶Si基板 2、22:第1の酸化Si層 3:単結晶Si層 4、23:窒化Si層 5、24:第2の酸化Si層 6、25:電極層 26:プローブ 27:レーザー光 28:ヘテロダイン干渉計 1, 21: single crystal Si substrate 2, 22: first Si oxide layer 3: single crystal Si layer 4, 23: Si nitride layer 5, 24: second Si oxide layer 6, 25: electrode layer 26: probe 27: Laser light 28: Heterodyne interferometer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プローブから電荷を注入することにより、
該電荷を蓄積することが可能な記録媒体の製造方法にお
いて、 単結晶Si基板と、該単結晶Si基板上に形成された第
1の酸化Si層と、該第1の酸化Si層上に形成された
単結晶Si層からなるSOI基板を作製し、 該第1の酸化Si層上の単結晶Si層を窒化して窒化S
i層を形成した後、該窒化Si層の一部を酸化して第2
の酸化Si層を形成することを特徴とする記録媒体の製
造方法。
1. Injecting a charge from a probe,
A method of manufacturing a recording medium capable of storing electric charges, comprising: a single-crystal Si substrate; a first Si oxide layer formed on the single-crystal Si substrate; and a first Si oxide layer formed on the first Si oxide layer. An SOI substrate made of the single-crystal Si layer thus formed, and nitriding the single-crystal Si layer on the first Si oxide layer to form a nitrided S
After forming the i-layer, a part of the Si nitride layer is oxidized to form a second
A method for manufacturing a recording medium, comprising forming an Si oxide layer of
【請求項2】前記単結晶Si層が、エピタキシャル成長
によって形成された膜であることを特徴とする請求項1
に記載の記録媒体の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said single-crystal Si layer is a film formed by epitaxial growth.
3. The method for manufacturing a recording medium according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438833B1 (en) * 2001-12-06 2004-07-05 삼성전자주식회사 Information storage apparatus utilizing charge

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