JPH0478037A

JPH0478037A - 記録再生装置及び記録再生消去方法

Info

Publication number: JPH0478037A
Application number: JP18568290A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Nose; 博康能瀬; Osamu Takamatsu; 修高松; Toshihiko Miyazaki; 俊彦宮崎; Toshimitsu Kawase; 俊光川瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1992-03-12

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】〔産業上の利用分野〕本発明は高密度記録が可能な記録再生装置及び記録再生
消去方法に関する。

〔従来の技術〕

走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭと略す）は先鋭な導
電性プローブを試料表面に数ｎｍ以下に近接させた時に
、その間の障壁を通り抜けて電流が流れるトンネル効果
を利用したもので、既に周知である。［Ｇ、Ｂｉｎｎｉ
ｎｇ　　ｅｔ　　ａｌ、、　　Ｈｅ１ｖｅｔｉｃａＰｈ
ｙｓｉｃａ　　Ａｃｔａ、５５，７２６　（１９８２）
］このプローブと試料表面間に電圧をかけて数ｎｍ以下
に接近させた時に流れるトンネル電流は、その距離に対
して指数関数的に変化するのでトンネル電流を一定に保
ちプローブを試料表面（ＸＹ力方向に沿ってマトリクス
走査することにより、表面状態を原子オーダーの高分解
能で観察することができる。

また、このＳＴＭの原理を応用して高密度な記録再生装
置が特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１
６１５５３号公報に提案されている。これはＳＴ〜１と
同様のプローブを用いてプローブと記録媒体間にかける
電圧を変化させて記録を行うもので、記録媒体として電
圧−電流特性においてメモリー性のあるスイッチング特
性を有する材料、例えばカルコゲン化物類、π電子系有
機化合物の薄膜層を用いている。又再生はその記録を行
った部分とそうてない部分のトンネル抵抗の変化により
行っている。、この記録方式の記録媒体としては、プローブにかける電
圧により記録媒体の表面形状が変化するものでも記録再
生が可能である。

従来、プローブの形成手法として、半導体製造プロセス
の技術を使い、一つの基板上に微細な構造を作る加工技
術ｒＫ、Ｅ、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ　’５ｉｌｉｃｏｎａｓ
　ａ　λ１ｅｃｈａｎｉｃａｌ　　ＭａｔｅｒｉａＩ”
、　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　　ｔｈｅ　　ＩＥＥ
Ｅ、　７０　（５）、　４２０−４５７　（１９８２）
胃を利用し、このような手法により構成したＳ　Ｔ　Ｍ
か特開昭６１−２０６１４８号公報に提案されている。

これは単結晶ノリコンを基板として微細加工により、Ｘ
Ｙ力方向微動できる平行ハネを形成し、さらにその可動
部にプローブを形成した舌状部を設け、舌状部と底面部
に電界を与え静電力により基板平面と直角な方向（Ｚ方
向とする）に変位するように構成されている。

又、特開昭６２〜２８１１３８号公報には、特開昭６１
２０６１４８号公報に開示されたのと同様の舌状部をマ
ルチに配列した変換器アし・イを備えた記憶装置が記載
されている。

（発明か解決しようとする問題点〕しかしながら従来例の片持ち梁構造では、（１，）プロ
ーブは片持ち梁の先端に設けられでいるため、動作時の
温度変化により、片持ち梁か熱膨張により長平方向に伸
縮したり、片持ち梁材料とその表面に設けられた電極の
材料の熱膨張率の差により変形し、プローブの位置が微
小にずれる傾向があった。

（２）プローブを形成した片持ち梁は製造時の内部応力
により、反りやねじれが生じ易く、精度良く形成するこ
とは難しい。又、経時変化により内部応力か緩和して変
形し易い。

そのため片持ち果ては、原子レベルの精密な位置制御が
要求されるプローブの駆動機構としては不充分である。

例えば、前記の特開昭６２−２８１１３８号公報に開示
されているような、片持ち梁をマルチに配列した場合、
プローブ相互の位置関係を精度良く保つことが要求され
るが、片持ち果てはその要求を嵩たすことは難しかった
。

（３）上記従来例ては、基板に単結晶シリコンを用いた
微細加工により製造されており、基板が従来のものに限
定されると共に製造工穆が多く長時間を要するため高価
になるという欠点があった。

（４）さらにプローブの駆動の構成としてＸＹ力方向微
動する平行ヒンジ上に複数のプローブか載っているので
各々のプローブをＺ方向に駆動する時、その平行ヒンノ
の剛性が少ないとその静電力により振られ、Ｚ方向の動
きがＸＹ力方向動きに影響を与え、各々のプローブに相
互干渉か生じたりすることかあった。

そこで本発明の目的は、小さく設計され、低電圧で作動
し、しかも温度変化や外部の振動に対して影響を受けに
くく安定な走査を行うことが可能であり、高密度記録を
可能とする記録再生装置及び記録再生消去方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

」二足の目的は、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明は、基板、該基板上に形成された橋状の可撓
部及び該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プロ
ーブを基板に対して変位させるための駆動機構を有する
プローブユニット、該プローブに近接して配された記録
媒体、該プローブと記録媒体との間の距離を調整する手
段及び該プロブと記録媒体との間に電圧を印加する手段
とを備えたことを特徴とする記録再生装置である。

本発明は、基板、該基板上に形成された橋状の可撓部及
び該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プローブ
を基板に対して変位させるための駆動機構を有するプロ
ーブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接させ、
プローブと記録媒体との間にパルス電圧を印加すること
により記録を行うことを特徴とする記録方法である。

又本発明は、基板、該基板上に形成された橋状の可撓部
及び該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プロー
ブを基板に対して変位させるための駆動機構を有するプ
ローブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接させ
、プローブと記録媒体との間にパルス電圧を印加するこ
とにより記録を行い、バイアス電圧を印加することによ
り記録の再生を行うことを特徴とする記録再生方法であ
る。

更に本発明は、基板、該基板上に形成された橋状の可撓
部及び該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プロ
ーブを基板に対して変位させるための駆動機構を有する
プローブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接さ
せ、プローブと記録媒体との間に第１のパルス電圧を印
加することにより記録を行い、バイアス電圧を印加する
ことにより記録の再生を行い第２のパルス電圧を印加す
ることにより記録の消去を行うことを特徴とする記録再
生消去方法である。

〔作用〕

本発明ていう橋状の可撓部とは、可撓部分の両端が基板
上に固定された両端固定はり構造となっている。

そして前記可撓部は具体的には電極層、絶縁層、プロー
ブに電圧を印加するだめの電極層を少なくとも有する積
層体から構成されており、該積層体が少なくとも２つ以
上の支持体で基板に接続されている構造となっている。

可撓部分の形状は任意でよい。

プローブが基板上に形成された可撓部上に形成されてい
るため、該可撓部における固有振動数を高くすることに
より、外部の振動の影響を少なくして、該プローブを走
査させることかできる。

また、本発明に用いるプローブユニットは、基板上に電
極層、絶縁層、プローブに電圧を印加するための電極層
の各層を積層させた後、フォトリソグラフィー技術を用
いて加工、エツチング処理をして得られるため、プロー
ブユニット製造時に、可撓部に反りやねじれが生じるこ
とがない。

一方、本発明に用いるプローブユニットに適した駆動手
段としては、静電力を利用した駆動手段と圧電効果を利
用した駆動手段が挙げられるが、圧電効果を利用した駆
動手段の方がプローブのストロークを大きくすることが
できるため、とりわけ好ましい。

上記各プローブユニットを用いた記録再生装置及び記録
再生消去方法について、以下実施例で詳しく説明する。

〔プローブユニットの製造例１〕第４図及び第５図は本発明のプローブユニットの実施例
を説明するための断面図及び平面図であり、基板ｌの上
に下部電極２が設けられており、さらに支持体３が下部
電極２の上部及び近傍に於いてエツチングされており、
空洞部８を有している。それにより上部電極４、絶縁膜
５、及びプローブ電極材料６が橋状に形成されている。

さらにプローブ電極上にはトンネル効果による電流を検
知するプローブ７が設けられている。ここでプローブの
位置は橋の支持体３から等しい距離に設定されている。

プローブ７を基板平面に対して垂直方向に駆動する力は
静電力であり、下部電極２及び上部電極４に電圧を加え
る事により変位させるものである。又、プローブの変位
機構は橋状の両持ちぼりて構成されているため真に基板
面に対して垂直に変位可能である。

又、絶縁膜５はトンネル電流が生じるプローブ７及びプ
ローブ７と導通をとるためのプローブ電極６と上部電極
４との絶縁をとるために設けられている。

例えば橋の長さが２００μｍであり、幅が２０μｍであ
り、厚さが１μｍ程度で電極間距離が３μｍであった場
合に前述の下部と上部電極間に５０Ｖの電圧を印加する
と、基板面に対し垂直（Ｚ軸）方向に１μｍ程度の変位
を生じることができる。又この構造にすると可撓部にお
ける共振周波数は２００ＫＨｚと高い値を示すようにな
り、該可撓部を有するプローブは外部の振動の影響を少
なくして走査することができる。

本構造のプローブユニットの駆動法は、具体的に以下の
ようになる。

最初に数１０Ｖのオフセット電圧を与えておき、その電
圧を小さくすると、橋状の両持ちぼり上のプローブは弾
性により復帰し、Ｚ軸方向に突出する方向に移動し、逆
に電圧を増してゆくと吸引力がさらに強まりプローブは
引っ込む方向に移動することて、Ｚ軸方向への駆動が可
能となる。

次に、第６図を用いて第４図、第５図に示したプローブ
ユニットの形成工程について説明する。

まず板厚］、　、　１　ｍ　ｍのコーニング社製７０５
９カラスを基板ｌとし、これに真空蒸着法によりクロム
を０．１μｍ堆積し、フォトリソグラフィー技術を用い
て加工することにより、下部電極２を形成した。

（工程ａ）次に支持体３として銅、及び上部電極４としてチタン、
及び絶縁膜１０としてノリコン酸化膜、及びプローブ電
極】Ｊとしてチタン及びプローブ材料９としてタングス
テンを連続スパッタ法により各銅３．０　μｍ、チタン
０．２μｍ、シリコン酸化膜０．６μｍ１チタン０．２
μｍ１タングステン３０μｍ堆積させた。（工程ｂ）次にフォトリソグラフィー技術を用いることにより、上
述工程すの連続５層膜を順次、フッ化水素酸系エツチン
グ液により第５図の上部電極４のパターン状に加工した
。続いてフォトリソクラフィー技術により下部電極２の
上部以外をフオトレンストで覆い、支持体３の銅を塩酸
系エツチング液により、オーバーエツチングさせ空洞ｄ
カ８を形成した。（工程Ｃ）ここで本実施例では支持体３は銅を用いているため、下
部電極２と絶縁がとれるようにパターン、あるいはオー
バエッチ状態を制御する必要がある。但し支持体３が絶
縁体の場合はこの限りてはない。

次に、フォトリソクラフィー技術を用いて、プローブ電
極１１を第５図の６のパターンに加工した。

続いてフォトリソグラフィー技術を用いて絶縁膜１０を
第５図の５のパターンに加工した。さらにフォトリソグ
ラフィー技術を用いてプローブ材料９を苛性ソーダと赤
血塩系のエツチング液てオーバーエッチさせタングステ
ンのプローブ７を形成して、プローブユニットを得た。

上述したプローブユニットはフォトリソクラフィー技術
と真空成膜技術を用いて形成されるものであり、基板に
於いても安価な材料が使用でき、又人里に作製できるも
のである。さらに」二部電極と下部電極間に電圧を印加
する手段を有すると、該プローブユニットには、各プロ
ーブことにＺ方向の変位機構が設けられることになり、
試料の凹凸やプローブ形成時の高さのずれを個別に調整
できるようになる。又両持ぼりタイプのため基板平面に
対して真に垂直に変位ができること、さらに極めて高い
共振周波数を持っているというメリットがある。

Ｃプローブユニットの製造例２″ＪＪ第７び第８図は本発明嬶プローブユニットのへ第２の実施例を説明するための断面図及び平面図であり
、基板】の上に支持体４３が設けられており、支持体４
３は空洞部４９を有し、その空洞部に基板１と接して、
下部電極４２と圧電体層４４が設けられている。さらに
、支持体４３と圧電体層４４上に上部電極４５、絶縁膜
４６、プローブ電極４７が橋状に形成されている。さら
にプローブ電極上には、トンネル効果による電流を検知
するプローブ７が設けられている。ここでプローブの位
置は橋の支持体から等しい距離に設定されている。プロ
ーブ７を基板平面に対して垂直方向に駆動させるには、
上部電極４５と下部電極４２に電圧を印加し、圧電体層
４４を変位させればよい、上部電極と下部電極の正負を
かえることによりＺ軸方向の上下変動が可能となる。又
、プローブの変位機構は橋状の両持ちぼりて構成されて
いるため真に基板面に対して垂直に変位可能である。

又、絶縁膜４６はトンネル電流か生しるプローブ７及び
プローブ７と導通をとるためのプローブ電極４７と上部
電極４５との絶縁をとるために設けられている。

例えば橋の長さが２００μｍであり、幅か２０Ｉ１ｍで
あり、厚さが１μｍ程度で圧電体層高さが３μｍであっ
た場合に上部電極と下部電極間に３０Ｖの電圧を印加す
ると、Ｚ軸方向に１μｍ程度の変位を生じることができ
る。

次に、第９図を用いて第７図及び第８図に示したプロー
ブユニットの形成工程について説明する。第９図は第８
図ａ−ａの製造工程断面図を示すつまず、板厚１．１ｍ
ｍのコーニング社製７０５９カラスを基板ｌとし、これ
に真空蒸着法によりクロムを０．１μｍ堆積し、フォト
リソグラフィー技術を用いて加工することにより、下部
電極４２を形成した。（工程ａ）次に支持体４３．４４として圧電材料であるＡＩＮを、
ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いて、膜厚３μｍを形
成した。この時の条件は、ターケラトＡＡＮ、背圧１０
−’、　　アルコン圧力５ＸＩＯ−３ｔｏｒｒ（Ｎ２５
０％）、ＲＦパワー５　Ｗ　／　ｃ　ｒｒｒ　、基板温
度３５０°Ｃてあった。

さらに、支持体４３．４４上に上部電極４５としてチタ
ン、絶縁膜４６としてシリコン酸化膜、プローブ電極４
７としてチタン、プローブ材料４８としてタングステン
を連続スパッタ法により各銅３．０μｍ１チタン０．２
μｍ１シリコン酸化膜０．６μｍ、チタン０．２μｍ、
タングステン３．０μｍ堆積させた。

（工程ｂ）次にフォトリソグラフィー技術を用いることにより、上
述工程すの連続５層膜を順次、フッ化水素酸系エツチン
グ液により第８図の上部電極４５のパターン状に加工し
た。

さらにフォトリソクラフィー技術を用いて、プローブ電
極４７、絶縁膜４６を第８図のパターンに加工した。プ
ローブ材料４８についても同様に、第８図のプローブ電
極４７のパターンに加工した。その後、空洞部４９を得
るために、残したい圧電体層４４の両側の空洞部４９の
部分のすいたフォトレジスト層６１を作成した。（工程
Ｃ及びｃｌ（ｃは、平面図ｄのｃ−ｃ断面図））続いて、フォトリソグラフィー技術を用いて、支持体及
び圧電材料である４３．　４４を、氷酢酸、硝酸水溶液
て、オーバーエッチンクさせ、空洞部４９を形成した。

ここで本実施例では支持体４３．　４４に圧電材料であ
るＡＡＮを用いているため、下部電極４２と絶縁がとれ
るように、また空洞部４９の形状を得るためにパターン
あるいは、オーバーエッチ状態を制御する必要がある。

最後に、フォトリソグラフィー技術を用いてプローブ材
料４８を、苛性ソーダと赤血塩系のエツチング液てオー
バーエッチさせタングステンプローブ７を形成し、プロ
ーブユニットを得た。（工程ｅ）〔プローブユニットの製造例３〕本発明の第３の実施例を第１Ｏ図を用いて説明する。

第１０図において、１は基板、３は支持体、８は空洞部
であり、支持体より上部は、橋状の両持梁７０を構成し
ている。両持梁７０は、下より梁構造体層７１、下部電
極層７２、圧電材料層７３、上部電極層７４、絶縁膜５
、プローブに電圧を印加させる電極層６、トンネル効果
電流の流れる導電性のプローブ７で構成されている。プ
ローブ７は両持梁７０の中心位置に設けられている。

プローブ７を基板平面に対して垂直方向（Ｚ方向）に駆
動する方法は圧電材料７３の伸縮を用いる。即ち、分極
処理した圧電材料７３に下部電極７２と上部電極７４か
ら電圧を印加することにより、両持梁を長手方向に伸ば
し梁構造体層７１との伸縮差で両持梁をたわませ、プロ
ーブ７を駆動する。

第１１図は、上記プローブが複数並んで形成されている
のを示すものである。

第１２図を用いて第１０図に示したプローブユニットの
形成工程について例を示す。

板厚１　、１　ｍ　ｍのカラス板を基板１とし、これに
支持体３として銅、梁構造体層７１としてシリコン酸化
膜、下部電極７２としてチタンを連続スパッタ法により
各々銅３．０μｍ、シリコン酸化膜３μｍ、チタン０．
２μｍ堆積させた。次に圧電材料７３として窒化アルミ
ニウムをＲＦマクネトロンスパッタ法で３μｍ堆積させ
た。更に上部電極７４としてチタン、絶縁膜５としてシ
リコン酸化膜、プローブに電圧を印加する電極層６とし
てチタン、プローブ材料７５としてタングステンを連続
スパッタ法により各々チタン０．２μｍ１シリコン酸化
膜０．６μｍ１チタン０．２μｍ１タングステン３．０
μｍ堆積させた。

（工程ａ）次に、フォトリソグラフィー技術を用い、上述工程ａの
連続膜のうち、プローブ材料７５から上部電極７４まて
の４層を順次フッ化水素系エツチング液により第１Ｏ図
（ａ）の梁構造体層７１のパターン形状に加工した。続
いて圧電材料（窒化アルミニウム）７３を氷酢酸硝酸エ
ツチング液を用いて、同様に加工した。

更に、下部電極７２から支持体３まての３層を順次フッ
化水素系エツチング液により加工した。次にフォトリソ
グラフィー技術により第１２図（ａ）の空洞部８の上部
以外をフォトレジストで覆い、支持体３の銅を塩酸系エ
ツチング液てオーバーエツチングを行い空洞部８を形成
した。（工程１）　）次にフオＩ・リソクラフイ技術で
プローブに電圧を印加する電極層６から支持体３まての
８層を第１０図（ａ）のパターンに順次加工した。続い
てプローブ材料７５を苛性ソーダと赤血塩系のエツチン
グ液てオーバーエツチングさせ、タングステンのプロー
ブ７を形成した。（工程Ｃ）〔実施例１〕前記製造例１〜３で示されるプローブユニットを組み込
んだ記録再生装置について説明する。

Ｚ軸粗動圧電素子１０３に固定されており、Ｚ方向の粗
動を行い、プローブユニット１０１を対向する試料！、
　０２の表面へプローブにトンネル電流が検知できる距
離まで接近させることが出来る。Ｚ軸粗動圧電素子１０
３が固定されている固定部材１０．４は、３本の傾き調
整ねじ１０６で傾きを調整でき、プロブユニツ＋１０１
と記録媒体１０２表面との平行度を補正する。１０５は
平行ヒンノハネステーンで第２図の平面図のように平行
ばねを２段に直交させて組合わせた構造で中央に載せた
記録媒体１０２をＸＹ力向に自在に移動させることかで
きるーその駆動は、圧電素子１０７．　１．０８で行っ
ている。このような構成にすればブローブユニツｌ−］
、　０１上の各々のプローブにＺ軸駆動機構がついてい
るため、記録媒体１．０２の表面の微小な凹凸、傾きに
対して各々のプローブが独立に動き一定の距離に保ちな
から、平行ヒンシステーノ］０５を移動させることによ
り各々のプローブに対応する記録エリア内の走査か可能
になる。

第３図は、本発明の記録再生装置の概略図である。

記録媒体１０２としては、電気メモリー効果を有する薄
膜（例えばπ電子系有機化合物やカルコケン化物類）か
らなる記録層と導電性基板からなるものを用いる。

電気メモリー効果とは、プローブと導電性基板との間に
、記録層に導電率の変化を生じさせる閾値を越えた電圧
を印加することにより、プローブ直下の記録層に微小な
領域で導電率の変化を生じさて記録を行うことができ、
かかる記録状態は閾値を越えない電圧（バイアス電圧）
を印加する限りにおいては保持されることを意味する。

記録の再生は、プローブと導電性基板との間にバイアス
電圧を印加し、流れる電流が記録部と非記録部とて変化
することを利用して行う。

又記録の消去は、プローブと導電性基板との間に、記録
層に導電率の変化を生じさせる閾値以上の電圧を印加す
ることにより行う。

記録媒体としては、例えばカラスや雲母などの平坦な基
板上の金のエピタギノヤル成長面やクラファイト臂開面
上に、記録層として、スクアリュウムーヒス−６−オク
ヂルアズレンをランクミュアーグロノエツト法によって
、単分子膜２層の累積膜を形成したものを用いることが
できる。

かかる記録媒体を用いた場合、プローブと導電性基板と
の間に例えば１ｖを印加すると、電流値は１０　”　Ａ
以下であって、記録層はＯＦ　Ｆ状醤（高抵抗状態）を
保つ。

次に、閾値電圧を越える三角波パルス電圧を印加した後
、再び１■の電圧を印加するとｌ　Ｏ”’　ｌ〜程度の
電流か流れ、ＯＮ状曹（低抵抗状態）となり、ＯＮ状態
か記録される。

更にＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化する閾値電圧を越え
た逆極性の三角波パルスを印加し、た後、１〜′の電圧
を印加したところ、電流値は］　Ｏ”　Ａ以下となって
ＯＦＦ状態に戻り記録か消去される。

第１′３図に基づいて本発明の記録再生装置を説明する
。

先ず記録媒体１．０２を、ＸＹ位置制御回路２０３から
の信号により平行ヒンンハネステーシ１．０５を移動さ
せて、所望の記録位置がプローブユニット１０１のプロ
ーブ直下に来るように移動し、記録媒体１０２にＯＦＦ
状態からＯＮ状態に変化する閾値を越えたパルス電圧を
印加することにより記録を行う。

その際、記録媒体１０２には／＜イアス回路２０６によ
り０．１〜ｌ　Ｖ程度のノ１イアス電圧が加えられ、プ
ローブユニット１０１のプローブは、記録媒体１０２と
の間にトンネル電流が流れる距離まで接近し、保持され
ている。

その接近は、最初、Ｚ方向粗動駆動回路２０１からの信
号により、Ｚ方向粗動圧電素子１０３を駆動させ、プロ
ーブユニット１．０１の各プローブのＺ軸駆動機構の移
動範囲内までなされ、後は各プローブごとにトンネル領
域に引き込まれる。

その引き込みは、各プローブに対応したトンネル電流検
出回路２０４により検出されたトンネル電流を各プロー
ブのＺ方向駆動機構のＺ方向サーボ回路２０２を通して
フィードバックすることにより行われ、各プローブと記
録媒体は一定の距離に制御される。

記録時には、制御回路２０７から記録信号が記録／消去
信号発生器２０５に送られ、各プローブに記録のパルス
電圧が印加され、記録がなされる。

その際、電圧印加によりプローブと記録媒体の距離が変
化しないように、Ｚ方向サーボ回路２０２にはホールド
回路を設けてプローブユニットのＺ方向駆動機構の駆動
電圧を保持する。

記録の再生時には、記録時と同様に記録媒体１０２の所
望の再生位置にプローブが来るように移動され、記録媒
体１０２の表面との間のトンネル電流の記録部と非記録
部の変化分を検出して再生か行われる。

そのとき再生信号は、トンネル電流検出回路２０４を通
し、制御回路２０７て信号処理されデータとして再生さ
れる。

更に記録の消去時には、記録時と同様に、消去したい記
録ヒツト上にプローブを移動させ、記録／消去信号発生
器２０５から記録時と逆極性の消去パルス電圧を印加し
て、消去を行う。その際プローブはＺ方向サーボ回路２
０２のホールト回路により記録媒体との距離が保持され
る。

以上説明したように、前述のプローブユニットを使用し
た本発明の記録再生装置は、低電圧で作動し、しかも温
度変化や外部の変動に対して影響を受けに＜＜、安定な
走査を行うことができ、高密度記録を可能とする。

〔発明の効果〕

（１）本発明で用いるプローブユニットは、基板上に設
けた橋状の可撓部の中央にプローブを設けた対称的構造
をなし、しかも可撓部の両端が拘束されているため、動
作時の温度変化による長手方向の熱膨張や可撓部材材と
電極材料との熱膨張率の差に起因する変形を生じること
なく、プローブの位置がずれることはほとんとない。

又、製造時の内部応力による梁の反りやねじれを生ずる
ことなく精度良く形成することができる。

（２）本発明で用いるプローブユニットは、従来例のよ
うに８１基板に限定されることなく、通常の７０５９の
カラス基板などを用いることができるので、非常に安価
に製造てきる。

（３）プローブユニットの駆動手段として、とりわけ圧
電効果を利用することにより、Ｚ軸方向への駆動力を増
し、橋状構造にしてもＺ軸方向に変位量を片持ち梁と同
等に保つことができる。

又、共振周波数を高くすることができるので、プローブ
は外部の振動を受けに（り、より高速な走査にも応答す
ることができる。

（４）本発明の記録再生装置は、低電圧で作動し、しか
も温度変化や外部の変動に対して影響を受けに＜＜、プ
ローブの安定な走査を行うことができ、高密度記録を可
能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の記録再生装置の構成
図、第４図及び第５図は本発明の第１の態様のプローブユニ
ットの断面図及び平面図、第６図（ａ）〜（ｄ）は第４図及び第５図のプローブユ
ニットを形成する主要工程図、第７図及び第８図は第２
の態様のプローブユニットの断面図及び平面図、第９図（ａ）〜（ｅ）は第７図及び第８図のプローブユ
ニットを形成する主要工程図、第１０図は第３の態様の
プローブユニットの断面図及び平面図、第１１図はプローブユニットを複数配列した説明図、第１２図（ａ）〜（ｃ）は第１０図のプローブユニット
を形成する主要工程図である。１　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基板２．４２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・下部電極３．４３・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・支持体４．４５・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・上部電極５．
４６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・絶縁膜６．４７　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・プローブ電極７・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・プローブ８．４９・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・空洞部９
．７５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・プローブ材料４４・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・圧電体層６１・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・フォトレジスト層７１・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・梁構造体１、０１１、０５］、、　Ｏ９

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板、該基板上に形成された橋状の可撓部及び該
可撓部に設けられたプローブとを有し、該プローブを基
板に対して変位させるための駆動機構を有するプローブ
ユニット、該プローブに近接して配された記録媒体、該
プローブと記録媒体との間の距離を調整する手段及び該
プローブと記録媒体との間に電圧を印加する手段とを備
えたことを特徴とする記録再生装置。
（２）前記記録媒体をプローブに対して相対的に移動さ
せる手段を有する請求項（１）に記載の記録再生装置。
（３）前記プローブユニットが、基板上に第１の電極を
有し、前記可撓部が空洞部により第１の電極と絶縁され
、第２の電極層、絶縁層及びプローブに電圧を印加する
ための電極層の積層体からなる請求項（１）に記載の記
録再生装置。
（４）前記プローブユニットが、基板上に第１の電極を
有し、第１の電極は圧電体層を介して可撓部に接続され
、該可撓部が第２の電極層、絶縁層及びプローブに電圧
を印加するための電極層の積層体からなる請求項（１）
に記載の記録再生装置。
（５）前記可撓部が、梁構造体層、第１の電極層、圧電
体層、第２の電極層、絶縁層及びプローブに電圧を印加
するための電極層の積層体からなる請求項（１）に記載
の記録再生装置。
（６）前記記録媒体が電気メモリー効果を有する請求項
（１）に記載の記録再生装置。
（７）前記記録媒体が基板電極上に記録層を設けてなる
請求項（１）に記載の記録再生装置。
（８）前記記録層が有機化合物を含む請求項（７）に記
載の記録再生装置。
（９）前記記録層が有機化合物の単分子膜もしくは単分
子累積膜を含む請求項（７）に記載の記録再生装置。
（１０）基板、該基板上に形成された橋状の可撓部及び
該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プローブを
基板に対して変位させるための駆動機構を有するプロー
ブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接させ、プ
ローブと記録媒体との間にパルス電圧を印加することに
より記録を行うことを特徴とする記録方法。
（１１）前記記録媒体が電気メモリー効果を有する請求
項（１０）に記載の記録方法。
（１２）前記記録媒体が基板電極上に記録層を設けてな
る請求項（１０）に記載の記録方法。
（１３）パルス電圧が、記録媒体に導電率の変化を生じ
させる閾値電圧を越えた電圧である請求項（１０）に記
載の記録方法。
（１４）基板、該基板上に形成された橋状の可撓部及び
該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プローブを
基板に対して変位させるための駆動機構を有するプロー
ブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接させ、プ
ローブと記録媒体との間にパルス電圧を印加することに
より記録を行い、バイアス電圧を印加することにより記
録の再生を行うことを特徴とする記録再生方法。
（１５）前記記録媒体が電気メモリー効果を有する請求
項（１４）に記載の記録再生方法。
（１６）前記記録媒体が基板電極上に記録層を設けてな
る請求項（１４）に記載の記録再生方法。
（１７）パルス電圧が記録媒体に導電率の変化を生じさ
せる閾値電圧を越えた電圧である請求項（１４）に記載
の記録再生方法。
（１８）バイアス電圧が記録媒体に導電率の変化を生じ
させる閾値電圧を越えない電圧である請求項（１４）に
記載の記録再生方法。
（１９）基板、該基板上に形成された橋状の可撓部及び
該可撓部に設けられたプローブとを有し、該プローブを
基板に対して変位させるための駆動機構を有するプロー
ブユニットを用い、プローブを記録媒体に近接させ、プ
ローブと記録媒体との間に第１のパルス電圧を印加する
ことにより記録を行い、バイアス電圧を印加することに
より記録の再生を行い、第２のパルス電圧を印加するこ
とにより記録の消去を行うことを特徴とする記録再生消
去方法。
（２０）前記記録媒体が電気メモリー効果を有する請求
項（１９）に記載の記録再生消去方法。
（２１）前記記録媒体が基板電極上に記録層を設けてな
る請求項（１９）に記載の記録再生消去方法。
（２２）第１のパルス電圧が記録媒体に導電率の変化を
生じさせる閾値電圧を越えた電圧である請求項（１９）
に記載の記録再生消去方法。
（２３）バイアス電圧が記録媒体に導電率の変化を生じ
させる閾値電圧を越えない電圧である請求項（１９）に
記載の記録再生消去方法。
（２４）第２のパルス電圧が記録媒体に導電率の変化を
生じさせる閾値電圧を越えた電圧である請求項（１９）
に記載の記録再生消去方法。