JPS63231745A - 情報記録媒体からの再生装置 - 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】 （従来の技術） 最近では、ＭＮＯＳ（Ｍｅｔａｌ　　Ｎ１ｔｒｉｄｅＱ
　ｘｉｄｅ　　３　ｅｍｉｃＯｎｄＵｃｔｏｒ）構造の
メモリ機能を利用して、静電荷により情報信号（以下、
単に信号と称する）を記録し、その静電荷によって誘起
された空乏層を静電容量の変化として信号を読み出し再
生する情報記録再生方式が考えられている。

最初に、このような情報記録再生方式に使用される情報
記録媒体（以下、単に媒体と称することもある）の構造
を説明する。第３図中、シリコン単結晶からなる基板１
上にはトンネル効果の可能な約２０人程度の酸化シリコ
ン膜２が形成され、さらにこの酸化シリコン膜２上に窒
化シリコンの絶縁膜３が形成されている。また基板１の
細面にはアース面としてアルミニウム４が蒸着されてい
る。

そして、この媒体に信号の記録（書込み）、消去・再生
（読み出し）を行う金属の電極５を用意し、電極５を媒
体表面の絶縁膜３に接触させる。

この電極５は媒体上を相対的に移動、摺接するものであ
る。

このように、移動する金属の電極５を媒体に接触させた
ものは、実質的にいわゆるＭＮＯ８構造と同じである。

周知のようにＭＮＯ３構造は電極電圧を横軸にとり、窒
化膜内に蓄積される電荷密度を縦軸にとると、電極電圧
と電荷密度とがヒステリシス特性を示し、メモリ機能を
有する。

次に、媒体への記録について説明する。記録の時は、高
速移動する電８ｉ５を介して信号に応じたパルス電圧を
印加する。ただし、シリコンの基板１はｎ形単結晶とし
て以下説明する。

パルス電圧が印加されると、シリコンの基板１中の電子
はトンネル効果で酸化シリコン膜２を通過し窒化シリコ
ン膜３中に注入蓄積される。媒体の電子が蓄積された位
置では空乏層が拡がり、電極５とアースＥ間の静電容量
はパルス電圧を印加していない位置のそれと比較して小
さくなる。電子が蓄積された位置での静電容量と印加電
圧との曲線（Ｃ−Ｖ曲線）は初期の状態のＣ−■曲線（
図中、点線で示す）の右側に移動し、第４図に示すヒス
テリシス特性となり、メモリ機能を有している。なお、
シリコンの基板１がｐ形の単結晶である場合にも、Ｃ−
■曲線は右側に移動し、ヒステリシス特性となり、やは
りメモリ機能を有する。

したがって、信号に対応した電圧を印加すれば、空乏層
（静電容量）を情報担体とする情報の記録を行なうこと
ができる。

次に媒体からの再生について説明する。再生するには静
電容量変化を検出する方法を用いる。例えば、第５図に
示すように、ＵＨＦ帯発振器の発振周波数ｆｏを一定に
しておいて、その周波数ｔｏと近接した周波数で共振す
るように、電極５を通る絶縁膜の容量Ｃｎと空乏層の容
ＩＣｄとを含む共振回路を形成する。Ｃｐは電極５の浮
遊容量である。

電圧が印加されず空乏層がほとんどない状態ではＣｄは
大きく、電圧が印加されて空乏層が拡がった状態ではＣ
（ｌは小さい。ｃｄが大きいとぎの回路の共振周波数を
ｆｌ、ｃｄが小さくなったときの回路の共振周波数を［
２として、ｆ、がｆｌとｆ２の共振曲線の肩に乗るよう
に調節すれば、第６図に示すように、空乏層のＣｄの変
化に応じて検波出力を得ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、媒体の初期状態（記録前）のヒステリシス特
性は第４図中点線で示したように、Ｏ■（再生）時の静
電容量がヒステリシス特性（曲線）の上限値Ｑ　ｍａｘ
と下限値Ｃｍ１ｎの略中夫にあり、′静電容量の変化量
を十分に利用して再生したものではなく、Ｓ／Ｎが良い
ものではなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため情報記録媒体とこの
媒体に摺接して相対的に移動する電極からなり、媒体に
印加される電圧とこの媒体の静電容量とのヒステリシス
特性を用いて情報信号を記録・再生する装置であって、
情報信号の再生時に、前記電極又は前記媒体に直流バイ
アス電圧を印加するように構成した情報記録媒体からの
再生装置を提供するものである。

（実施例） 本発明になる情報記録媒体からの再生装置の一実施例を
以下図面とともに説明する。

情報記録媒体からの再生装置（以下、単に再生装置と称
する）は、すでに説明したものと同様な情報記録媒体に
、同様な記録方法で記録した後に、これを再生する装置
である。第４図に示すヒステリシス特性と同様な特性を
もつ媒体及び記録方法−４＝ ついての説明は省略し、ｎ型のシリコン基板にプラスの
電圧を印加して記録した場合の再生装置及び再生方法に
ついて説明する。

第１図（’Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＵＨＦ帯発撮器
の発振周波数ｆｏを一定にしておいて、その周波数ｆ、
と近接した周波数で共振するように、電極を通る絶縁膜
の容量Ｏｎと空乏、層の容量ｃｄとを含む共振回路を形
成する。Ｃｐは電極の浮遊容量である。

電圧が印加されず空乏層がほとんどない状態ではＣｄは
大きく、電圧が印加されて空乏層が拡がった状態ではＣ
ｄは小さい。Ｃｄが大きいときの回路の共振周波数をｆ
、、ｃｄが小さくなったときの回路の共振周波数をｆ２
として、ｆ、がｆｌとｆ２の共振曲線の肩に乗るように
調節すれば、第６図に示すように、空乏層のＣｄの変化
に応じて検波出力を得ることができる。

さらに、第１図（Ａ＞、（８）に示すように、電極又は
媒体には直流バイアスｖｂが印加されている。同図（Ａ
）は、媒体側からバイアス電圧を印加したもので、同図
（Ｂ）は、電極側からバイアス電圧を印加したものであ
る。

バイアス電圧ｖｂは、ヒステリシス特性において第２図
（Ａ＞に示す初期状態（記録前）の静電容量の最大値Ｃ
ｍａｙ、と記録電圧印加後の静電容量の最小値Ｃｍ１ｎ
とを通る電圧、例えば＋３ｖに設定されている。直流バ
イアス電圧ｖｂは媒体にプラスの電圧を印加して記録し
た場合には、再生時に、電極側にプラスの電圧が印加さ
れ、媒体にマイナスの電圧を印加して記録した場合には
、再生時に、電極側にマイナスの電圧が印加される。な
お、第２図（Ｂ）はマイナスの電圧を印加して記録した
場合の例で、同図に示すヒステリシス特性において初期
状態（記録＠）の静電容量の最小値Ｃｍ１ｎと記録電圧
印加後の静電容量の最大値Ｃｍａ×とを通る電圧、例え
ば−３ｖにバイアス電圧が設定されている。

以上のように構成した再生装置では、初期状態（記録前
）の静電容量（最大値）Ｃｍａｘと記録電圧印加後の静
電容量（最小値）　Ｃｍ１ｎとの変化量が大きく、ヒス
テリシス特性の上限と下限とを十分に使用することにな
るので、再生された出力信号のＳ／Ｎ比が向上する。

バイアス電圧を変化させて、最適なバイアス電圧を印加
すると、安定な出力信号が得られ、出力信号のＳ／Ｎ比
が６〜８ｄＢ程度向上する。

（発明の効果） 本発明になる情報記録媒体からの再生装置は、情報記録
媒体とこの媒体に摺接して相対的に移動する電極からな
り、媒体に印加される電圧とこの媒体の静電容量とのヒ
ステリシス特性を用いて情報信号を記録・再生する装置
であって、情報信号の再生時に、前記電極又は前記媒体
に直流バイアス電圧を印加するように構成したものであ
るから、情報記録媒体のヒステリシス特性の上限と下限
とを十分に利用することになり、安定した出力信号か得
られ、出力信号のＳ／Ｎ比が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施例を示す再生回
路図、第２図（Δ）及び（Ｂ）はヒステリシス特性とバ
イアス電圧の関係を示す図、第３図は情報記録媒体の構
造図、第４図は情報記録媒体のヒステリシス特性を示す
図、第５図は従来例を示す再生回路図、第６図は信号再
生の説明図である。 ５・・・電極、 ｖｂ・・・バイアス電圧、 Ｃｍ１ｎ・・・静電容量値（ヒステリシス特性）の上限
Ｃｍａｘ・・・静電容量値（ヒステリシス特性）の下限
第１図 第４図 第５図 第３図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報記録媒体とこの媒体に摺接して相対的に移動する電
   極からなり、媒体に印加される電圧とこの媒体の静電容
   量とのヒステリシス特性を用いて情報信号を記録・再生
   する装置であって、 情報信号の再生時に、前記電極又は前記媒体に直流バイ
   アス電圧を印加するように構成したことを特徴とする情
   報記録媒体からの再生装置。