JPS62219253A - 記録再生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体層と絶縁膜とによって講成される記録
媒体を用いて情報信号を静電荷の形で記録し電気的に再
生する記録再生方式に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、ＩＣメモリ以外のいわゆる動的メモリ装置は大き
く分けて磁気方式のディスクまたはテープ、光学方式デ
ィスク、静電容量方式ディスクに分類される。磁気方式
のものは記録、再生、消去を簡単に行なうことができる
という大きな利点を有しているが記録密度が低いという
欠点がある。これに対し光学方式ディスク、静電容量方
式ディスクにおいては、情報信号を凹凸の形で塩化ビニ
ルなどのディスク状記録媒体に記録し、光学的あるいは
静電的に再生する方法を採用しているので。

高密度の記録再生が可能であるが消去、再記録が実用上
不可能という欠点がある。

そこで発明者らは記録密度が高く、シかも再記録の可能
な記録再生方式として、シリコンなどの半導体層に数十
大の酸化シリコン（Ｓ　ｉ　Ｏ２）膜のような第１の絶
縁膜を形成し、その上にさらに窒化シリコン（８ｉ３Ｎ
４）膜のような電荷蓄積機能を有する第２の絶縁膜を形
成させた構造の記録媒体ｔ−ｍ成し、この記録媒体上に
記録電極を配しこの記録電極に記録すべき２値の情報信
号に対応した記録用パルス電圧を印加しつつ電極を記録
媒体に対し相対的に移動させることによシ第１の絶縁膜
のトンネル効果を利用して第２の絶縁膜中に電荷を蓄積
させる形で信号の記録全行ない、一方再生は再生電極を
用い第２の絶縁膜中の電荷蓄積状態に対応して半導体中
に生じる空乏層の有無を静電容量の変化として検出する
ことで行なう方式を既に提案している。

ところが、この方式では記録用パルス電圧で必要以上の
時間記録媒体に電圧を印加することになシ、記録電極の
寿命全くしたシ、逆に記録用パルス電圧のパルス幅を短
くすると、信号に忠実な記録、再生ができなくなると゛
いう問題がある。また記録電極に必要以上の電流を流さ
ないために直列にそう人する保護容量のためにパルス幅
の長い記録パルスでは信号に忠実な記録ができないとい
うことが生じる。

〔発明の目的〕

この発明の目的は半導体で利用した記録媒体を用いて、
忠実度が高く記録電極の寿命にも有利な記録再生を行な
うことを可能とした記録再生方式を提供することである
。

〔発明の概要〕

この発明は、半導体層の上に第１の絶縁膜および電荷蓄
積機能を有する第２の絶縁膜を順次形成してなる記録媒
体に、この上を相対的に移動する記録電極を介して記録
すべき情報信号に対応した記録用パルス電圧を印加して
情報信号に対応し次電荷ｔ−第２の絶縁膜に蓄積するこ
とによｐ記録を行なう場合、記録用パルス電圧のパルス
を数個のパルスに分割することを特徴としている。

すなわち、記録電極の相対的移動方向の寸法が事限であ
ることを利用し、記録電極の記録媒体に対する相対的移
動速度と記録電極の上記寸法で決まる時間かそれ以下の
時間間隔をもったパルス列に記録用パルス電圧のパルス
を分割することによシ必要以上の時間記録媒体に電圧を
印加しないようにし、もとの情報信号に忠実な記録、さ
らには再生信号が得られるようにしたものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、比較的短いパルス幅の記録用パルス
電圧により忠実実にすぐれた記録再生が可能となるばか
りでなく、必要以上の時間記録電極に記録電流を流さな
くてすむので、記録電極の寿命の点でも有利となる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図である。

図において記録媒体１０１は半導体層１０２、例えばＮ
型またはＰ型のシリコン単結晶あるいは多結晶基板の上
に第１の絶縁膜１０３゜例えば２０＾程度の酸化シリコ
ン８　ｉ０２膜を形成し、さらにその上に５００Ａ程度
またはそれ以下の厚さのＳｉ３Ｎ４．Ａｔ２０３あるい
はＴ　ａ　２０３等の電荷蓄積機能を有する第２の絶縁
膜１０４ｔ−形成したものである。なお半導体層１０２
の裏面には。

導伝層１０５が必要に応じて被着される。

信号記録時には、この記録媒体１０１上に信号の記録を
行なうための記録電極１０７を被着した記録針１０６を
接触させ、これを記録用パルス電圧１０８を印加しなが
ら、記録媒体１０１に対し矢印１０９の方向へ相対的に
移動させる。ここで記録用パルス電圧１０８は例えばビ
デオ信号等の情報信号１１０ｔ−ＦＭ変調回路１１１に
よシＦＭ変調ヲ施し、さらにリミッタ１１２ｔ−通して
パルス列にした信号をパルス分割回路１１４によシ記録
電極１０７が記録媒体１０１に対しその相対的移動方向
１０９の寸法に相当する距離を移動する時間か、それ以
下の時間間隔をもつ数個のパルスに分割された後、パル
ス増幅器１１５によシ増幅して得られるものである。

今、ＦＭ変調回路１１１によ、ｉＱＦＭ変調され。

ミリツタ１１２によシパルス列にされた記録すべき情報
信号１１３が第２図（ａ）の２０１に示すようなものと
する。記録電極１０７の相対的移動方向の厚さをＷとし
記録電極１０７の記録媒体１０１に対する相対的移動速
度ｋＶ（ｍ／５ｅｃ）とすると。

第２図［ｂ）の２０２に示すような記録すべき情報信号
のパルス列２０１のパルス幅よりＷ／Ｖだけパルス幅を
減少させたパルスを用いて記録すると、記録すべき情報
信号のパルス列２０１に対応した第２の絶縁膜１０４へ
の電荷蓄積長が得られる。記録電極１０７の相対的移動
方向の厚さＷが有限長であること全利用すると、第２図
Ｔｂ）の２０２に示シタパルス列の各パルスを２つのパ
ルスに分割できる５分割パルスのパルス幅２’Ｉ’ｎと
し、第２図Ｔａ）に示す記録すべき情報信号のパルス列
の最大パルス＠　’ｋ　ＴＭＡＸとするとＴＤはＴＤ＋
〜Ｖ／Ｖ　＝　ＴＭＡＸ　／　２　する式を満足するよ
うに選ぶ、こうすると第２図ｆｂ）の２０２に示したパ
ルス列の各パルスは、２つのパルス間隔がＷ／Ｖ以下で
パルス幅がＴＤなるパルスに分割できる５第２図（Ｃ）
の２０３に２つのパルスに分割された記録パルス列を示
す。

Ｗ＝α５μｍ、Ｖ＝５ｍ／Ｓとし、記録すべき情報信号
のパルス列の周波数ｔ　２Ｍ■２とすると５分割パルス
のパルス幅は２５　ｎ５ｅＣ，２つのパルスの間隔は１
００ｎＳｅＣとなる。２０３の記録パルスによる記録は
Ｗ／ｙだけパルス幅を減少したパルス列２０２と同様に
第２の絶縁膜への電荷蓄積長は記録すべき情報信号のパ
ルス列２０１に対応したものとなる。この場合、記録電
極１０７ｔ−記録電流が流れる時間は２倍のＴｎとなり
、１つのパルスで記録するより最大Ｗ／Ｖだけ短くなっ
ていて、記録電極の寿命の点でも有利である。記録すべ
き情報信号のパルス列の中にパルス幅の短いもの（周波
数の高いもの）があり分割パルス幅がＴＤでは１分割パ
ルスの間隔がとれない場合はＴＤを記録に必要な最低パ
ルス幅より小さくならない範囲で、小さくすることによ
夕分割パルスの間隔をとることができる。

第３図は、パルス分割回路１１４の具体的構成例を示す
もので入力端子３０１へ入力されるパルス信号は１分割
パルス増幅器に相当する時間の遅延回路３０２と２倍の
ＴＤに相当する時間の遅延回路３０３ｔ−通る遅延信号
と、遅延なしの信号に３分岐され各ゲート３０４〜３０
８によシ出力端子３０９にパルス幅ＴＤ、パルス間隔Ｗ
／Ｖ以下になる２つのパルスに分割された信号が得られ
る。

記録すべき情報信号のパルス列の各パルスを３個以上の
パルスに分割することもできる。特に周波数が低い信号
の場合、記録すべき情報信号のパルス列のパルス幅は大
きくなり１分割パルス数が少ないと分割パルスのパルス
幅が大きくなり、期待すべき効果が得られない。そこで
分割パルス数を増し、記録電極１０７の相対的移動方向
が厚さＷと記録電極１０７の記録媒体１０１に対する相
対的移動速度Ｖで決まるＷ／Ｖ以下の時間間隔をもつパ
ルス列に分割して記録する。

分割パルスのパルス幅は記録に必要な最低パルス幅を満
たし分割パルスのパルス間隔は上述のＷ／Ｖ以下の時間
を満たせばその範囲で自由に選ぶことができ、記録すべ
き情報信号の周波数に適した分割パルスのパルス幅と間
隔、さらにパルス数を選べばよい１．、また記録媒体１
０１上の位置により記録電極１０７と記録媒体１０１の
相対的移動の速度■が変化する場合も位置検出によ５Ｗ
／Ｖの変化に伴い分割パルスのパルス幅、パルス間隔、
または分割パルス数を調整し１分割パルスによる記録を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る記録再生方式におけ
る記録時の概略購成を示す図、第２図は記録されるパル
ス信号のパルス幅の関係を示す図、第３０はパルス分割
回路の具体的購成例を示す図である。 １０１・・・記録媒体、１０２・・・半導体層、１ｏ３
・・・第１の絶縁膜、１０４・・・第２の絶縁膜、１０
５・・・導電層、１０６・・・記鎌針、１０７・・・記
録電１ｊｘ、　　１０８・・・記録用パルス電圧、１０
９・・・記録電標と記録媒体の相対的ｆ８動方向、１１
Ｏ・・・情報信号、１１１・・・ＦＭ変調回路。 １１２・・・ミリツタ、１１３・・・記録すべき情報信
号。 １１４・・・パルス分割回路、１１５・・・パルス増幅
器。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　竹　花　喜久男 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）半導体層の上に第１の絶縁膜および電荷蓄積機能
   を有する第２の絶縁膜を順次形成してなる記録媒体と、
   この記録媒体上を記録すべき情報信号に対応した記録用
   パルス電圧が印加された記録電極を相対的に移動せしめ
   て情報信号に対応した電荷を前記第２の絶縁膜に蓄積す
   ることにより前記情報信号を記録する記録手段と、上記
   記録媒体上を再生電極を相対的に移動せしめてこの再生
   電極を介して記録媒体の電気的特性の変化を検出するこ
   とにより再生信号を得る再生手段とを備えた記録再生方
   式において、前記情報信号に対応した記録用パルス電圧
   の各パルスを、さらに短いパルスに分割することを特徴
   とする記録再生方式、（２）記録電極先端の記録媒体に
   対する相対的移動方向の寸法をＷとし、記録電極の記録
   媒体に対する相対的移動速度をＶとしたとき、記録用パ
   ルス電圧のパルスを間隔がＷ／Ｖ以下のパルスになるよ
   う分割することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の記録再生方式。 （３）情報信号に対応した記録用パルス電圧の各パルス
   幅に応じて分割するパルスの個数を変えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の記録再生方式。 （４）情報信号に対応した記録用パルス電圧の各パルス
   をさらに短いパルスに分割するとき、記録用パルス電圧
   の各パルス幅の変化に対応するため、分割パルスのパル
   ス幅とパルス間隔のどちらかを固定し他方を可変にする
   か、両方を可変にして分割することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の記録再生方式。