JPH097238A - 情報高速記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報高速記録方法 - Google Patents
情報高速記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報高速記録方法Info
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- JPH097238A JPH097238A JP7175490A JP17549095A JPH097238A JP H097238 A JPH097238 A JP H097238A JP 7175490 A JP7175490 A JP 7175490A JP 17549095 A JP17549095 A JP 17549095A JP H097238 A JPH097238 A JP H097238A
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/875—Scanning probe structure with tip detail
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、信頼性が高く、高速記録が可能な情
報高速記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれら
を用いた情報高速記録方法を提供することを目的とする
ものである。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、電流制限
抵抗をプローブにおける探針又はその近傍に配置する
か、或はそれを記録媒体の探針対向部分近傍に配置する
か、又はパルス印加回路系の浮遊容量を低減する等の手
段により、記録用パルス印加回路系の周波数特性の向上
を図り、高速記録を可能としたものである。
報高速記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれら
を用いた情報高速記録方法を提供することを目的とする
ものである。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、電流制限
抵抗をプローブにおける探針又はその近傍に配置する
か、或はそれを記録媒体の探針対向部分近傍に配置する
か、又はパルス印加回路系の浮遊容量を低減する等の手
段により、記録用パルス印加回路系の周波数特性の向上
を図り、高速記録を可能としたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録媒体にプローブを対
向させて電圧を印加し、高速記録を行う情報高速記録装
置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報
高速記録方法に関するものである。
向させて電圧を印加し、高速記録を行う情報高速記録装
置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報
高速記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ナノメートル以下の分解能で導電
性物質表面を観察可能な走査型トンネネル顕微鏡（以下
ＳＴＭと略す）が開発され（米国特許第４３４３９９３
号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子の
配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。ま
た、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴＭ
と同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下ＡＦ
Ｍと略す）も開発された（米国特許第４７２４３１８号
明細書）。このＳＴＭの原理を応用し、試料の代わりに
記録媒体を用い、ＳＴＭ構成でトンネル電流を一定にす
るように記録媒体−探針間隔をフィードバック制御しな
がら、記録媒体に探針をアクセスし、記録媒体−探針間
に電圧を印加し、原子・分子のスケールのビットサイズ
の記録再生を行うことにより、高密度メモリーを実現す
るという提案がなされている（米国特許第４５７５８２
２号明細書、特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭
６３−１６１５５３号公報）。さらに、ＳＴＭとＡＦＭ
とを組み合わせた構成で、導電性を有する弾性体プロー
ブを用い、プロープ先端の探針を記録媒体に対し接触さ
せた状態で走査を行い、記録再生を行うという提案もな
されている（特開平０１−２４５４４５号公報、特開平
０３−１９４１２４号公報）。このような、従来におけ
る接触走査方式では、基本的に弾性体プローブの弾性変
形を利用して、記録媒体表面に沿ってプローブをならう
ように走査させるため、記録媒体に局所的欠陥や厚さむ
らがあったりすると、記録再生時に電流が流れすぎて発
生する熱等により、探針や媒体が破壊する場合があっ
た。このため、記録再生の回路中に電流制限抵抗を挿入
しその電流値を一定に制限するという提案がなされてい
る。
性物質表面を観察可能な走査型トンネネル顕微鏡（以下
ＳＴＭと略す）が開発され（米国特許第４３４３９９３
号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子の
配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。ま
た、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴＭ
と同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下ＡＦ
Ｍと略す）も開発された（米国特許第４７２４３１８号
明細書）。このＳＴＭの原理を応用し、試料の代わりに
記録媒体を用い、ＳＴＭ構成でトンネル電流を一定にす
るように記録媒体−探針間隔をフィードバック制御しな
がら、記録媒体に探針をアクセスし、記録媒体−探針間
に電圧を印加し、原子・分子のスケールのビットサイズ
の記録再生を行うことにより、高密度メモリーを実現す
るという提案がなされている（米国特許第４５７５８２
２号明細書、特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭
６３−１６１５５３号公報）。さらに、ＳＴＭとＡＦＭ
とを組み合わせた構成で、導電性を有する弾性体プロー
ブを用い、プロープ先端の探針を記録媒体に対し接触さ
せた状態で走査を行い、記録再生を行うという提案もな
されている（特開平０１−２４５４４５号公報、特開平
０３−１９４１２４号公報）。このような、従来におけ
る接触走査方式では、基本的に弾性体プローブの弾性変
形を利用して、記録媒体表面に沿ってプローブをならう
ように走査させるため、記録媒体に局所的欠陥や厚さむ
らがあったりすると、記録再生時に電流が流れすぎて発
生する熱等により、探針や媒体が破壊する場合があっ
た。このため、記録再生の回路中に電流制限抵抗を挿入
しその電流値を一定に制限するという提案がなされてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような電流制限抵抗を記録再生回路中に単に挿入したの
では、記録速度が低下してしまうという問題点が生じ
る。これを図１３〜１５を用いて以下に説明する。図１
３は、接触走査方式の記録再生装置の概念図である。図
において、１３０１は記録媒体、１３０２は記録媒体に
接触した状態で記録再生を行う弾性体からなるプロー
ブ、１３０３はプローブ先端に設けられた導電性探針、
１３０４は記録再生信号印加および取り出しのための配
線である。また、記録信号印加手段１３０５から電流制
限抵抗ＲG１３０６、プローブ１３０２上の配線１３０
４、探針１３０３を経て、記録信号が記録媒体１３０１
に印加される。実際の装置構成では、プローブが記録媒
体に対し、近接しているので、プローブ上の配線や探針
と記録媒体との間に浮遊容量と呼ばれるある大きさの静
電容量Ｃｓが存在する。一方、探針と記録媒体との間に
は、接触抵抗、探針−記録媒体間にわずかに（＝ナノメ
ートルオーダー）存在する空間のトンネル抵抗、記録媒
体自身の膜抵抗等からなるギャップ抵抗ＲGが存在す
る。
ような電流制限抵抗を記録再生回路中に単に挿入したの
では、記録速度が低下してしまうという問題点が生じ
る。これを図１３〜１５を用いて以下に説明する。図１
３は、接触走査方式の記録再生装置の概念図である。図
において、１３０１は記録媒体、１３０２は記録媒体に
接触した状態で記録再生を行う弾性体からなるプロー
ブ、１３０３はプローブ先端に設けられた導電性探針、
１３０４は記録再生信号印加および取り出しのための配
線である。また、記録信号印加手段１３０５から電流制
限抵抗ＲG１３０６、プローブ１３０２上の配線１３０
４、探針１３０３を経て、記録信号が記録媒体１３０１
に印加される。実際の装置構成では、プローブが記録媒
体に対し、近接しているので、プローブ上の配線や探針
と記録媒体との間に浮遊容量と呼ばれるある大きさの静
電容量Ｃｓが存在する。一方、探針と記録媒体との間に
は、接触抵抗、探針−記録媒体間にわずかに（＝ナノメ
ートルオーダー）存在する空間のトンネル抵抗、記録媒
体自身の膜抵抗等からなるギャップ抵抗ＲGが存在す
る。
【０００４】これらの関係を表す等価回路を図１５に示
す。記録信号パルスの角振動数をω（ω＝２πｆ：ｆは
記録信号パルスの振動数）とすると、浮遊容量Ｃｓｌ５
０３によるインピーダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗
ＲLより小さくなる。実際の装置における典型値として
は、浮遊容量Ｃｓ〜１［ｐＦ］、記録信号パルスの周波
数ｆ＝１００［ｋＨｚ］程度であるからω〜６×１０5
［ｒａｄ／ｓ］、１／ωＣｓ〜１．７［ＭΩ］となる。
ギャップ抵抗ＲGおよび電流制限抵抗ＲLの値の典型値
は、それぞれＲG＝１〜１０００［ＧΩ］、ＲL〜１０
［ＭΩ］である。１／ωＣｓ<<ＲGであるから、パルス
印加電圧ＶPはＲLと１／ωＣｓ、ＲGとの間でほぼＲL：
１／ωＣｓの比に分圧されると考えられる。記録信号電
圧ＶPを印加した際に、実際に記録媒体に加わる電圧ＶG
は、ＶG＝（１／ωＣｓ）・ＶP／（１／ωＣｓ＋ＲL）
〜０．１４ＶPとなり、ＶPに比べ、小さい値となる。こ
れはωが大きく、すなわち高周波記録信号ではより顕著
となる。この場合の記録用印加電圧波形ＶPと実際に記
録媒体に加わる電圧ＶGの波形の比較を図１４に示す。
図において、記録媒体に加わる電圧波形ＶGは、記録用
印加電圧波形ＶPに比べ、ピーク値が小さく、しかも時
間的になまったものとなっていることを示している。
す。記録信号パルスの角振動数をω（ω＝２πｆ：ｆは
記録信号パルスの振動数）とすると、浮遊容量Ｃｓｌ５
０３によるインピーダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗
ＲLより小さくなる。実際の装置における典型値として
は、浮遊容量Ｃｓ〜１［ｐＦ］、記録信号パルスの周波
数ｆ＝１００［ｋＨｚ］程度であるからω〜６×１０5
［ｒａｄ／ｓ］、１／ωＣｓ〜１．７［ＭΩ］となる。
ギャップ抵抗ＲGおよび電流制限抵抗ＲLの値の典型値
は、それぞれＲG＝１〜１０００［ＧΩ］、ＲL〜１０
［ＭΩ］である。１／ωＣｓ<<ＲGであるから、パルス
印加電圧ＶPはＲLと１／ωＣｓ、ＲGとの間でほぼＲL：
１／ωＣｓの比に分圧されると考えられる。記録信号電
圧ＶPを印加した際に、実際に記録媒体に加わる電圧ＶG
は、ＶG＝（１／ωＣｓ）・ＶP／（１／ωＣｓ＋ＲL）
〜０．１４ＶPとなり、ＶPに比べ、小さい値となる。こ
れはωが大きく、すなわち高周波記録信号ではより顕著
となる。この場合の記録用印加電圧波形ＶPと実際に記
録媒体に加わる電圧ＶGの波形の比較を図１４に示す。
図において、記録媒体に加わる電圧波形ＶGは、記録用
印加電圧波形ＶPに比べ、ピーク値が小さく、しかも時
間的になまったものとなっていることを示している。
【０００５】以上のような状態では、記録用信号ＶPを
印加しても、記録媒体に加わる電圧は記録のしきい値を
越えず、記録が行われない。しかも、時間的になまって
しまうため、連続に記録用信号パルスを印加することが
できず、記録速度が低下してしまう。
印加しても、記録媒体に加わる電圧は記録のしきい値を
越えず、記録が行われない。しかも、時間的になまって
しまうため、連続に記録用信号パルスを印加することが
できず、記録速度が低下してしまう。
【０００６】そこで、本発明は上記問題を解決し、信頼
性が高く、高速記録が可能な情報高速記録装置のプロー
ブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報高速記録方
法を提供することを目的とするものである。
性が高く、高速記録が可能な情報高速記録装置のプロー
ブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報高速記録方
法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、電流制限抵抗をプローブにおける探針又は
その近傍に配置するか、或はそれを記録媒体の探針対向
部分近傍に配置するか、又はパルス印加回路系の浮遊容
量を低減する等の手段により、記録用パルス印加回路系
の周波数特性の向上を図り、高速記録を可能としたもの
である。すなわち、本発明は第１に、記録媒体にプロー
ブを対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記
録装置のプローブにおいて、該プローブが導電性を有す
る先端の尖鋭な探針又はその近傍に電気抵抗を有してい
ることを特徴としている。第２に、記録媒体にプローブ
を対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記録
装置の記録媒体において、該記録媒体が導電性を有する
基板と該基板上の記録層とで構成され、該基板と該記録
層との間、又は該記録層中乃至は該記録層上に電気抵抗
層を有することを特徴としている。第３に、記録媒体に
プローブを対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報
高速記録装置のプローブにおいて、該プローブが導電性
を有する先端の尖鋭な探針と該探針に電圧を印加するた
めの配線とを有し、この探針と配線とが電圧を印加する
手段の印加電圧信号電位に電気接続された電磁シールド
によって覆われていることを特徴としている。第４に、
上記した本発明の探針又はその近傍に電気抵抗を有する
プローブ、或は該基板と該記録層との間、又は該記録層
中乃至は該記録層上に電気抵抗層を有している記録媒
体、又は電磁シールドによって覆われたプローブを用い
て情報高速記録方法を構成し、それらの電気抵抗、電気
抵抗層、電磁シールド等により、記録時に探針と記録媒
体間に流れる電流を制限して、前記記録媒体と探針と記
録信号電圧印加手段を含む回路ループの周波数特性を向
上させ高速記録を行うことを特徴としている。さらに、
本発明におけるこれらのプローブ及び記録媒体、並びに
これらを用いた情報高速記録方法の細部の特徴について
は、以下の説明により明らかにする。
成するため、電流制限抵抗をプローブにおける探針又は
その近傍に配置するか、或はそれを記録媒体の探針対向
部分近傍に配置するか、又はパルス印加回路系の浮遊容
量を低減する等の手段により、記録用パルス印加回路系
の周波数特性の向上を図り、高速記録を可能としたもの
である。すなわち、本発明は第１に、記録媒体にプロー
ブを対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記
録装置のプローブにおいて、該プローブが導電性を有す
る先端の尖鋭な探針又はその近傍に電気抵抗を有してい
ることを特徴としている。第２に、記録媒体にプローブ
を対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記録
装置の記録媒体において、該記録媒体が導電性を有する
基板と該基板上の記録層とで構成され、該基板と該記録
層との間、又は該記録層中乃至は該記録層上に電気抵抗
層を有することを特徴としている。第３に、記録媒体に
プローブを対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報
高速記録装置のプローブにおいて、該プローブが導電性
を有する先端の尖鋭な探針と該探針に電圧を印加するた
めの配線とを有し、この探針と配線とが電圧を印加する
手段の印加電圧信号電位に電気接続された電磁シールド
によって覆われていることを特徴としている。第４に、
上記した本発明の探針又はその近傍に電気抵抗を有する
プローブ、或は該基板と該記録層との間、又は該記録層
中乃至は該記録層上に電気抵抗層を有している記録媒
体、又は電磁シールドによって覆われたプローブを用い
て情報高速記録方法を構成し、それらの電気抵抗、電気
抵抗層、電磁シールド等により、記録時に探針と記録媒
体間に流れる電流を制限して、前記記録媒体と探針と記
録信号電圧印加手段を含む回路ループの周波数特性を向
上させ高速記録を行うことを特徴としている。さらに、
本発明におけるこれらのプローブ及び記録媒体、並びに
これらを用いた情報高速記録方法の細部の特徴について
は、以下の説明により明らかにする。
【０００８】
【作用】本発明は、上記構成により記録用パルス印加回
路系の周波数特性を向上させ高速記録を実現するように
したものである。以下、これを順を追って説明する。ま
ず、図１２を用いて、本発明を適用するプローブ接触走
査方式記録再生装置の原理を説明する。導電性を有する
基板１２０１上の記録層１２１４からなる記録媒体１２
０２に対し、先端の探針１２０５が接触するように、複
数のプローブ１２０３が配置されている。各プローブ１
２０３において、探針１２０５は弾性変形を生じる弾性
体１２０４により支持されている。ここで、典型値とし
ては、弾性体１２０４の弾性変形の弾性定数が約０．１
［Ｎ／ｍ］、弾性変形量が約１［μｍ］であるが、この
とき記録媒体に対する探針の接触力は約１０-7［Ｎ］程
度となる。記録媒体１２０２に取り付けられたｘｙｚ駆
動機構１２０９により、プローブ１２０３と記録媒体１
２０２とは相対的に３次元方向に移動される。記録媒体
１２０２に対し、プローブ１２０３のｘｙ方向及びｚ方
向位置を調節し、記録媒体１２０２上の所望の位置に、
かつ所望の接触力で接触させた状態にプローブ１２０３
が位置合わせされる。記録信号発生器１２０６から発生
された記録信号が増幅器１２０７、電流制限抵抗１２０
８、弾性体１２０４上の配線を通して各探針１２０５か
ら記録媒体１２０２に印加される。このようにして、記
録層１２１４の探針１２０５先端が接触する部分に局所
的に記録が行われる。
路系の周波数特性を向上させ高速記録を実現するように
したものである。以下、これを順を追って説明する。ま
ず、図１２を用いて、本発明を適用するプローブ接触走
査方式記録再生装置の原理を説明する。導電性を有する
基板１２０１上の記録層１２１４からなる記録媒体１２
０２に対し、先端の探針１２０５が接触するように、複
数のプローブ１２０３が配置されている。各プローブ１
２０３において、探針１２０５は弾性変形を生じる弾性
体１２０４により支持されている。ここで、典型値とし
ては、弾性体１２０４の弾性変形の弾性定数が約０．１
［Ｎ／ｍ］、弾性変形量が約１［μｍ］であるが、この
とき記録媒体に対する探針の接触力は約１０-7［Ｎ］程
度となる。記録媒体１２０２に取り付けられたｘｙｚ駆
動機構１２０９により、プローブ１２０３と記録媒体１
２０２とは相対的に３次元方向に移動される。記録媒体
１２０２に対し、プローブ１２０３のｘｙ方向及びｚ方
向位置を調節し、記録媒体１２０２上の所望の位置に、
かつ所望の接触力で接触させた状態にプローブ１２０３
が位置合わせされる。記録信号発生器１２０６から発生
された記録信号が増幅器１２０７、電流制限抵抗１２０
８、弾性体１２０４上の配線を通して各探針１２０５か
ら記録媒体１２０２に印加される。このようにして、記
録層１２１４の探針１２０５先端が接触する部分に局所
的に記録が行われる。
【０００９】上述の装置における記録層１２１４として
は、電圧印加により流れる電流が変化するような材料を
用いる。具体例としては、第１に、特開昭６３−１６１
５５２号公報、、特開昭６３−１６１５５３号公報に開
示されているようなポリイミドやＳＯＡＺ（ビス−ｎ−
オクチルスクアリリウムアズレン）等電気メモリー効果
を有するＬＢ膜（＝Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔｅ法により作製された有機単分子膜の累積膜）が挙げ
られる。この材料は、探針−ＬＢ膜−基板間にしきい値
以上の電圧（５〜１０［Ｖ］程度）を印加すると間のＬ
Ｂ膜の導電性が変化（ＯＦＦ状態→ＯＮ状態）し、再生
用のバイアス電圧（０．０１〜２［Ｖ］程度）を印加し
た際に流れる電流が増大するものである。第２の具体例
として、ＧｅＴｅ、ＧａＳｂ、ＳｎＴｅ等の非晶質薄膜
材料が挙げられる。この材料は、探針−非晶質薄膜材料
−基板間に電圧を印加し、流れる電流により発生する熱
により、非晶質→結晶質への相転移を起こさせるもので
ある。これにより材料の導電性が変化し、再生用のバイ
アス電圧を印加した際に流れる電流が増大するものであ
る。第３の具体例として、ＺｎやＷ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等
の酸化性金属・半導体材料が挙げられる。この材料は、
探針−酸化性金属・半導体材料間に電圧を印加すると、
流れる電流により、材料表面に吸着している水や大気中
の酸素と反応し、表面に酸化膜が形成されるために材料
表面の接触抵抗が変化し、バイアス電圧を印加した際に
流れる電流が減少するものである。
は、電圧印加により流れる電流が変化するような材料を
用いる。具体例としては、第１に、特開昭６３−１６１
５５２号公報、、特開昭６３−１６１５５３号公報に開
示されているようなポリイミドやＳＯＡＺ（ビス−ｎ−
オクチルスクアリリウムアズレン）等電気メモリー効果
を有するＬＢ膜（＝Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔｅ法により作製された有機単分子膜の累積膜）が挙げ
られる。この材料は、探針−ＬＢ膜−基板間にしきい値
以上の電圧（５〜１０［Ｖ］程度）を印加すると間のＬ
Ｂ膜の導電性が変化（ＯＦＦ状態→ＯＮ状態）し、再生
用のバイアス電圧（０．０１〜２［Ｖ］程度）を印加し
た際に流れる電流が増大するものである。第２の具体例
として、ＧｅＴｅ、ＧａＳｂ、ＳｎＴｅ等の非晶質薄膜
材料が挙げられる。この材料は、探針−非晶質薄膜材料
−基板間に電圧を印加し、流れる電流により発生する熱
により、非晶質→結晶質への相転移を起こさせるもので
ある。これにより材料の導電性が変化し、再生用のバイ
アス電圧を印加した際に流れる電流が増大するものであ
る。第３の具体例として、ＺｎやＷ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等
の酸化性金属・半導体材料が挙げられる。この材料は、
探針−酸化性金属・半導体材料間に電圧を印加すると、
流れる電流により、材料表面に吸着している水や大気中
の酸素と反応し、表面に酸化膜が形成されるために材料
表面の接触抵抗が変化し、バイアス電圧を印加した際に
流れる電流が減少するものである。
【００１０】上述のように記録が行われたビットの再生
は次のように行う。スイッチ１２１３により、各プロー
ブ１２０３への信号配線を再生系に切り替えた後、バイ
アス電圧印加手段１２１０により、探針１２０５と基板
１２０１との間にバイアス電圧を印加し、間に流れる電
流を電流検出器１２１１により検出する。記録媒体１２
０２上の記録ビットの部分は記録がなされていない部分
に比べ、電流が多く（または、少なく）流れるため、再
生信号処理器１２１２において、この電流の違いを検出
し、再生信号とする。上記のプローブ接触走査方式記録
再生装置において記録媒体に対しプローブを走査する
際、プローブ１２０３の探針１２０５先端は記録媒体１
２０２に対し、常に接触した状態を保つ。このような接
触走査方式の利点としては、探針１２０５先端を記録媒
体１２０２に対し接触させたまま走査する場合に、記録
媒体１２０２表面に凹凸があっても、弾性体１２０４の
弾性変形によりこれを吸収するため、探針１２０５先端
と記録媒体１２０２表面の接触力はほぼ一定に保たれ、
探針１２０５先端や記録媒体１２０２表面が破壊するこ
とが避けられる。また、この方式はピエゾ素子等、個々
のプローブのｚ方向位置合わせ手段が不必要であるた
め、構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する
装置に適している。さらに、記録媒体１２０２に対する
個々のプローブ１２０３のｚ方向位置のフィードバック
制御が不必要であるため、記録媒体１２０２に対するプ
ローブ１２０３の高速走査が可能となる。
は次のように行う。スイッチ１２１３により、各プロー
ブ１２０３への信号配線を再生系に切り替えた後、バイ
アス電圧印加手段１２１０により、探針１２０５と基板
１２０１との間にバイアス電圧を印加し、間に流れる電
流を電流検出器１２１１により検出する。記録媒体１２
０２上の記録ビットの部分は記録がなされていない部分
に比べ、電流が多く（または、少なく）流れるため、再
生信号処理器１２１２において、この電流の違いを検出
し、再生信号とする。上記のプローブ接触走査方式記録
再生装置において記録媒体に対しプローブを走査する
際、プローブ１２０３の探針１２０５先端は記録媒体１
２０２に対し、常に接触した状態を保つ。このような接
触走査方式の利点としては、探針１２０５先端を記録媒
体１２０２に対し接触させたまま走査する場合に、記録
媒体１２０２表面に凹凸があっても、弾性体１２０４の
弾性変形によりこれを吸収するため、探針１２０５先端
と記録媒体１２０２表面の接触力はほぼ一定に保たれ、
探針１２０５先端や記録媒体１２０２表面が破壊するこ
とが避けられる。また、この方式はピエゾ素子等、個々
のプローブのｚ方向位置合わせ手段が不必要であるた
め、構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する
装置に適している。さらに、記録媒体１２０２に対する
個々のプローブ１２０３のｚ方向位置のフィードバック
制御が不必要であるため、記録媒体１２０２に対するプ
ローブ１２０３の高速走査が可能となる。
【００１１】そして、このような接触走査方式において
は、前述の［従来の技術］の項で述べたような接触走査
中の記録用電圧パルス印加において、過大電流が流れる
ためにおこる探針あるいは媒体の破壊を回避するため
に、図１２中に示すように電流制限抵抗１２０８を用い
ることが効果的である。しかしながら、この電流制限抵
抗をプローブから離れた位置に置いたのでは［発明が解
決しようとする課題］の項で述べたように記録用パルス
印加回路系の周波数特性が低下してしまい、記録媒体に
加わる電圧がなまって小さくなってしまうという問題が
生じる。これを避けるためには、次の３通りの手段が考
えられる。すなわち、 （１）電流制限抵抗を探針又はその近傍に配置する。 （２）電流制限抵抗を記録媒体の探針対向部分近傍に配
置する。 （３）パルス印加回路系の浮遊容量を低減する。 という３通りの手段である。上記（１）の手段におい
て、電流制限抵抗を探針の近傍に配置する場合、図１６
に示すように、パルス印加手段側から見ると、電流制限
抵抗ＲL１６０１とギャップ抵抗ＲG１６０２とが直列の
関係になり、これらと浮遊容量Ｃｓ１６０３とが並列の
関係になる。したがって、ＲL＋ＲGにパルス印加電圧Ｖ
Pが加わることになり、ＲL<<ＲGである（典型値：ＲL〜
１０［ＭΩ］、ＲG＝１〜１０００［ＧΩ］）から、記
録媒体に加わる電圧ＶGは、ＶG〜ＶPとなって、記録媒
体に加わる電圧がなまって小さくなることはなくなる。
上記（２）の手段において、電流制限抵抗を記録媒体の
探針接触部分近傍に配置する場合も、図１８に示すよう
に、パルス印加手段側から見ると、ギャップ抵抗ＲG１
８０２と電流制限抵抗ＲL１８０１とが直列の関係にな
り、これらと浮遊容量Ｃｓ１８０３とが並列の関係にな
る。ＲG＋ＲLにパルス印加電圧ＶPが加わることにな
り、ＲL<<ＲGである（典型値：ＲL〜１０［ＭΩ］、ＲG
＝１〜１０００［ＧΩ］）から、記録媒体に加わる電圧
ＶGは、ＶG〜ＶPとなる。したがって、記録媒体に加わ
る電圧がなまって小さくなることはなくなる。上記
（３）の手段において、パルス印加回路系の浮遊容量を
低減すると、図１５において、浮遊容量Ｃｓｌ５０３に
よるインピーダンス１／ωＣｓ（ωはパルスの角振動
数、ω＝２πｆ、ｆは記録信号パルスの振動数）を、ギ
ャップ抵抗ＲGより十分小さいまま、電流制限抵抗ＲLよ
りも大きくすることができる。典型的な数値例を挙げる
と、ω〜２π×１０5［ｒａｄ／ｓ］として、Ｃｓ〜
０．０１［ｐＦ］程度まで浮遊容量を低減すると、１／
ωＣｓ〜１６０［ＭΩ］となり、ＲG＝１〜１０００
［ＧΩ］よりも十分小さく、ＲL〜１０［ＭΩ］よりも
大きくなる。このとき、パルス印加電圧ＶPはＲLと１／
ωＣｓ、ＲGとの間で、ほぼＲL：１／ωＣｓの比に分圧
されるが、ＲL＜１／ωＣｓであるから、記録媒体に加
わる電圧ＶGは、ＶG〜ＶPとなる。したがって、パルス
印加電圧に比べ、記録媒体に加わる電圧がなまって小さ
くなることはなくなる。
は、前述の［従来の技術］の項で述べたような接触走査
中の記録用電圧パルス印加において、過大電流が流れる
ためにおこる探針あるいは媒体の破壊を回避するため
に、図１２中に示すように電流制限抵抗１２０８を用い
ることが効果的である。しかしながら、この電流制限抵
抗をプローブから離れた位置に置いたのでは［発明が解
決しようとする課題］の項で述べたように記録用パルス
印加回路系の周波数特性が低下してしまい、記録媒体に
加わる電圧がなまって小さくなってしまうという問題が
生じる。これを避けるためには、次の３通りの手段が考
えられる。すなわち、 （１）電流制限抵抗を探針又はその近傍に配置する。 （２）電流制限抵抗を記録媒体の探針対向部分近傍に配
置する。 （３）パルス印加回路系の浮遊容量を低減する。 という３通りの手段である。上記（１）の手段におい
て、電流制限抵抗を探針の近傍に配置する場合、図１６
に示すように、パルス印加手段側から見ると、電流制限
抵抗ＲL１６０１とギャップ抵抗ＲG１６０２とが直列の
関係になり、これらと浮遊容量Ｃｓ１６０３とが並列の
関係になる。したがって、ＲL＋ＲGにパルス印加電圧Ｖ
Pが加わることになり、ＲL<<ＲGである（典型値：ＲL〜
１０［ＭΩ］、ＲG＝１〜１０００［ＧΩ］）から、記
録媒体に加わる電圧ＶGは、ＶG〜ＶPとなって、記録媒
体に加わる電圧がなまって小さくなることはなくなる。
上記（２）の手段において、電流制限抵抗を記録媒体の
探針接触部分近傍に配置する場合も、図１８に示すよう
に、パルス印加手段側から見ると、ギャップ抵抗ＲG１
８０２と電流制限抵抗ＲL１８０１とが直列の関係にな
り、これらと浮遊容量Ｃｓ１８０３とが並列の関係にな
る。ＲG＋ＲLにパルス印加電圧ＶPが加わることにな
り、ＲL<<ＲGである（典型値：ＲL〜１０［ＭΩ］、ＲG
＝１〜１０００［ＧΩ］）から、記録媒体に加わる電圧
ＶGは、ＶG〜ＶPとなる。したがって、記録媒体に加わ
る電圧がなまって小さくなることはなくなる。上記
（３）の手段において、パルス印加回路系の浮遊容量を
低減すると、図１５において、浮遊容量Ｃｓｌ５０３に
よるインピーダンス１／ωＣｓ（ωはパルスの角振動
数、ω＝２πｆ、ｆは記録信号パルスの振動数）を、ギ
ャップ抵抗ＲGより十分小さいまま、電流制限抵抗ＲLよ
りも大きくすることができる。典型的な数値例を挙げる
と、ω〜２π×１０5［ｒａｄ／ｓ］として、Ｃｓ〜
０．０１［ｐＦ］程度まで浮遊容量を低減すると、１／
ωＣｓ〜１６０［ＭΩ］となり、ＲG＝１〜１０００
［ＧΩ］よりも十分小さく、ＲL〜１０［ＭΩ］よりも
大きくなる。このとき、パルス印加電圧ＶPはＲLと１／
ωＣｓ、ＲGとの間で、ほぼＲL：１／ωＣｓの比に分圧
されるが、ＲL＜１／ωＣｓであるから、記録媒体に加
わる電圧ＶGは、ＶG〜ＶPとなる。したがって、パルス
印加電圧に比べ、記録媒体に加わる電圧がなまって小さ
くなることはなくなる。
【００１２】
【実施例】次に、上記（１）〜（３）のそれぞれを実現
するための具体的手段について、実施例により詳細に説
明する。 ［実施例１］本発明の実施例１を図１に示す。図１は電
流制限抵抗をトーション型弾性体に支持される可動部材
上の探針近傍の配線中に設けたプローブの例である。図
１において、トーション型弾性体１０１、１０２に支持
された可動部材１０３上に探針１０４、配線１０５、電
流制限薄膜抵抗１０６が設けられている。トーション型
弾性体１０１、１０２がねじれることにより可動部材１
０３に傾きが生じ、図１中ｚ方向に探針１０４が移動可
能である。
するための具体的手段について、実施例により詳細に説
明する。 ［実施例１］本発明の実施例１を図１に示す。図１は電
流制限抵抗をトーション型弾性体に支持される可動部材
上の探針近傍の配線中に設けたプローブの例である。図
１において、トーション型弾性体１０１、１０２に支持
された可動部材１０３上に探針１０４、配線１０５、電
流制限薄膜抵抗１０６が設けられている。トーション型
弾性体１０１、１０２がねじれることにより可動部材１
０３に傾きが生じ、図１中ｚ方向に探針１０４が移動可
能である。
【００１３】電流制限薄膜抵抗１０６は探針１０４の近
傍に設けられているため、探針１０４および探針１０４
から電流制限薄膜抵抗１０６までの部分の配線１０５
と、探針１０４に対向する記録媒体（不図示）との間の
浮遊容量が微小になる。したがって、等価回路的には図
１６と同様となる。本実施例のプローブの作製プロセス
を図２を用いて説明する。＜１００＞の面方位を有する
Ｓｉ基板表面に膜厚１［μｍ］の熱酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成し（図２ａ）、ＳｉＯ2をトーション型形状にパ
ターニングし、可動部材形状を形成する（図２ｂ）。可
動部材上に電流引き出し用のＡｌ配線を形成（図２ｃ）
した後、スパッタ法により、カーボン薄膜をコーティン
グし、パターニング後、電流制限薄膜抵抗を形成する
（図２ｄ）。次いでレプリカに形成した探針を張り合わ
せる方法や開口部を設けたマスク越しに材料を回転蒸着
し、針状に構造物を形成するスピント法を用いて、探針
を形成（図２ｅ）後、ＫＯＨ溶液により、Ｓｉ基板を異
方性エッチングすることにより、空隙部分を形成し、ト
ーション型可動部材を形成する（図２ｆ）。
傍に設けられているため、探針１０４および探針１０４
から電流制限薄膜抵抗１０６までの部分の配線１０５
と、探針１０４に対向する記録媒体（不図示）との間の
浮遊容量が微小になる。したがって、等価回路的には図
１６と同様となる。本実施例のプローブの作製プロセス
を図２を用いて説明する。＜１００＞の面方位を有する
Ｓｉ基板表面に膜厚１［μｍ］の熱酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成し（図２ａ）、ＳｉＯ2をトーション型形状にパ
ターニングし、可動部材形状を形成する（図２ｂ）。可
動部材上に電流引き出し用のＡｌ配線を形成（図２ｃ）
した後、スパッタ法により、カーボン薄膜をコーティン
グし、パターニング後、電流制限薄膜抵抗を形成する
（図２ｄ）。次いでレプリカに形成した探針を張り合わ
せる方法や開口部を設けたマスク越しに材料を回転蒸着
し、針状に構造物を形成するスピント法を用いて、探針
を形成（図２ｅ）後、ＫＯＨ溶液により、Ｓｉ基板を異
方性エッチングすることにより、空隙部分を形成し、ト
ーション型可動部材を形成する（図２ｆ）。
【００１４】このようにして作製したプローブを図１２
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図１における１０６）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ、周
波数特性が向上した。本実施例の特徴として、周波数特
性向上の程度は後述の実施例２程ではないものの、作製
プロセスが比較的単純であるので、コストが低く、弾性
体部分にそり・歪が生じにくいという利点がある。な
お、本実施例では弾性体形状として、トーション型のも
のを例に挙げ説明したが、他の形状、例えばカンチレバ
ー型でもよい。
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図１における１０６）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ、周
波数特性が向上した。本実施例の特徴として、周波数特
性向上の程度は後述の実施例２程ではないものの、作製
プロセスが比較的単純であるので、コストが低く、弾性
体部分にそり・歪が生じにくいという利点がある。な
お、本実施例では弾性体形状として、トーション型のも
のを例に挙げ説明したが、他の形状、例えばカンチレバ
ー型でもよい。
【００１５】［実施例２］本発明の実施例２を図３に示
す。図３は電流制限抵抗をカンチレバー型弾性体上の探
針と一体に設けたプローブの例である。図３において、
カンチレバー型弾性体３０１上に探針３０２、配線３０
３、電流制限抵抗部分３０４が設けられている。カンチ
レバー型弾性体３０１に撓みが生じることにより、図３
中ｚ方向に探針３０２が移動可能である。電流制限抵抗
部分３０４は探針３０２と一体に設けられているため、
探針３０２から電流制限抵抗部分３０４までの部分と、
探針３０２に対向する記録媒体（不図示）との間の浮遊
容量が微小になる。したがって、等価回路的には図１６
と同様となる。本実施例のプローブの作製プロセスを図
４を用いて説明する。＜１００＞の面方位を有するＳｉ
基板表面に膜厚０．１［μｍ］の熱酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成した後、探針作製のためにＳｉＯ2を矩形マスク
形状にパターニングし、ＫＯＨ溶液で異方性エッチング
を行い、四角錘型の溝を形成する（図４ａ）。エッチン
グでＳｉＯ2を除去した後、探針およびカンチレバー上
電流引き出し用の配線を形成するために、レジストをパ
ターニング（図４ｂ）後、Ｐｔを蒸着し、探針および配
線を形成する（図４ｃ）。レジストをエッチング、Ｐｔ
をパターニング、レジストを塗布し、電流制限抵抗部分
形成用マスク形状にパターニングした後（図４ｄ）、ス
パッタ法によりカーボン薄膜をコーティングし、電流制
限抵抗部分を形成する（図４ｅ）。カンチレバー形成用
マスク形状にパターニング後（図４ｆ）、低圧ＣＶＤに
より、１［μｍ］膜厚のＳｉ３Ｎ４薄膜を形成し、基板
上にカンチレバー形状を形成する（図４ｇ）。次に、切
断用溝を形成し、部分的に剥離用のＣｒ薄膜を施したガ
ラスを基板に陽極接合（図４ｈ）後、ガラスを切断し
（図４ｉ）、ＫＯＨ溶液でＳｉをエッチングしてカンチ
レバーを形成する（図４ｊ）。
す。図３は電流制限抵抗をカンチレバー型弾性体上の探
針と一体に設けたプローブの例である。図３において、
カンチレバー型弾性体３０１上に探針３０２、配線３０
３、電流制限抵抗部分３０４が設けられている。カンチ
レバー型弾性体３０１に撓みが生じることにより、図３
中ｚ方向に探針３０２が移動可能である。電流制限抵抗
部分３０４は探針３０２と一体に設けられているため、
探針３０２から電流制限抵抗部分３０４までの部分と、
探針３０２に対向する記録媒体（不図示）との間の浮遊
容量が微小になる。したがって、等価回路的には図１６
と同様となる。本実施例のプローブの作製プロセスを図
４を用いて説明する。＜１００＞の面方位を有するＳｉ
基板表面に膜厚０．１［μｍ］の熱酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成した後、探針作製のためにＳｉＯ2を矩形マスク
形状にパターニングし、ＫＯＨ溶液で異方性エッチング
を行い、四角錘型の溝を形成する（図４ａ）。エッチン
グでＳｉＯ2を除去した後、探針およびカンチレバー上
電流引き出し用の配線を形成するために、レジストをパ
ターニング（図４ｂ）後、Ｐｔを蒸着し、探針および配
線を形成する（図４ｃ）。レジストをエッチング、Ｐｔ
をパターニング、レジストを塗布し、電流制限抵抗部分
形成用マスク形状にパターニングした後（図４ｄ）、ス
パッタ法によりカーボン薄膜をコーティングし、電流制
限抵抗部分を形成する（図４ｅ）。カンチレバー形成用
マスク形状にパターニング後（図４ｆ）、低圧ＣＶＤに
より、１［μｍ］膜厚のＳｉ３Ｎ４薄膜を形成し、基板
上にカンチレバー形状を形成する（図４ｇ）。次に、切
断用溝を形成し、部分的に剥離用のＣｒ薄膜を施したガ
ラスを基板に陽極接合（図４ｈ）後、ガラスを切断し
（図４ｉ）、ＫＯＨ溶液でＳｉをエッチングしてカンチ
レバーを形成する（図４ｊ）。
【００１６】このようにして作製したプローブを図１２
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図３における３０４）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ周波
数特性が向上した。本実施例の特徴として、前述の実施
例１に比べ、作製プロセスがやや複雑ではあるものの周
波数特性がより向上するという利点がある。なお、本実
施例では弾性体形状として、カンチレバー型のものを例
に挙げ説明したが、他の形状、例えばトーション型でも
よい。
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図３における３０４）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ周波
数特性が向上した。本実施例の特徴として、前述の実施
例１に比べ、作製プロセスがやや複雑ではあるものの周
波数特性がより向上するという利点がある。なお、本実
施例では弾性体形状として、カンチレバー型のものを例
に挙げ説明したが、他の形状、例えばトーション型でも
よい。
【００１７】［実施例３］本発明の実施例３を図５に示
す。図５は電流制限抵抗をカンチレバー型弾性体上の探
針と一体に設けた別のプローブの実施例である。
す。図５は電流制限抵抗をカンチレバー型弾性体上の探
針と一体に設けた別のプローブの実施例である。
【００１８】図５において、カンチレバー型弾性体５０
１上に探針５０２、配線５０３が設けられている。探針
５０２表面は電流制限薄膜抵抗５０４に覆われている。
カンチレバー型弾性体５０１に撓みが生じることによ
り、図５中ｚ方向に探針５０２が移動可能である。電流
制限薄膜抵抗５０４は探針５０２の表面に形成されてい
るため、探針５０２から電流制限薄膜抵抗５０４までの
部分と、探針３０２に対向する記録媒体（不図示）との
間の浮遊容量がほとんど０になる。したがって、等価回
路的には図１６と同様となる。本実施例のプローブの作
製プロセスを図６を用いて説明する。＜１００＞の面方
位を有するＳｉ基板表面に膜厚０．１［μｍ］の熱酸化
膜（ＳｉＯ2）を形成した後、探針作製のためにＳｉＯ2
を矩形マスク形状にパターニングし、ＫＯＨ溶液で異方
性エッチングを行い、四角錘型の蒲を形成する（図６
ａ）。探針およびカンチレバー上電流引き出し用の配線
を形成するために、レジストをパターニングした後、Ｃ
ｕを蒸着し、探針および配線を形成する（図６ｂ）。レ
ジストを除去後、カンチレバー形成用マスク形状にパタ
ーニング後、低圧ＣＶＤ法により、１［μｍ］膜厚のＳ
ｉ3Ｎ4薄膜を形成し、基板上にカンチレバー形状を形成
する（図６ｃ）。次に、切断用溝を形成し、部分的に剥
離用のＣｒ薄膜を施したガラスを基板に陽極接合（図６
ｄ）後、ガラスを切断し（図６ｅ）、ＫＯＨ溶液でＳｉ
をエッチングしてカンチレバーを形成する（図６ｆ）。
最後に、水蒸気雰囲気中で３００［℃］程度に熱するこ
とにより、Ｃｕ表面に酸化膜を形成し、探針先端の酸化
膜を電流制限薄膜抵抗とする（図６ｇ）。
１上に探針５０２、配線５０３が設けられている。探針
５０２表面は電流制限薄膜抵抗５０４に覆われている。
カンチレバー型弾性体５０１に撓みが生じることによ
り、図５中ｚ方向に探針５０２が移動可能である。電流
制限薄膜抵抗５０４は探針５０２の表面に形成されてい
るため、探針５０２から電流制限薄膜抵抗５０４までの
部分と、探針３０２に対向する記録媒体（不図示）との
間の浮遊容量がほとんど０になる。したがって、等価回
路的には図１６と同様となる。本実施例のプローブの作
製プロセスを図６を用いて説明する。＜１００＞の面方
位を有するＳｉ基板表面に膜厚０．１［μｍ］の熱酸化
膜（ＳｉＯ2）を形成した後、探針作製のためにＳｉＯ2
を矩形マスク形状にパターニングし、ＫＯＨ溶液で異方
性エッチングを行い、四角錘型の蒲を形成する（図６
ａ）。探針およびカンチレバー上電流引き出し用の配線
を形成するために、レジストをパターニングした後、Ｃ
ｕを蒸着し、探針および配線を形成する（図６ｂ）。レ
ジストを除去後、カンチレバー形成用マスク形状にパタ
ーニング後、低圧ＣＶＤ法により、１［μｍ］膜厚のＳ
ｉ3Ｎ4薄膜を形成し、基板上にカンチレバー形状を形成
する（図６ｃ）。次に、切断用溝を形成し、部分的に剥
離用のＣｒ薄膜を施したガラスを基板に陽極接合（図６
ｄ）後、ガラスを切断し（図６ｅ）、ＫＯＨ溶液でＳｉ
をエッチングしてカンチレバーを形成する（図６ｆ）。
最後に、水蒸気雰囲気中で３００［℃］程度に熱するこ
とにより、Ｃｕ表面に酸化膜を形成し、探針先端の酸化
膜を電流制限薄膜抵抗とする（図６ｇ）。
【００１９】このようにして作製したプローブを図１２
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図５における５０４）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ周波
数特性が向上した。本実施例の特徴として、実施例１同
様作製プロセスが比較的単純であるので、コストが低
い、弾性体部分にそり・歪が生じにくいという利点があ
る。また、実施例２同様周波数特性がより向上するとい
う利点も合わせ持つ。なお、本実施例では弾性体形状と
して、カンチレバー型のものを例に挙げ説明したが、他
の形状、例えばトーション型でもよい。
のプローブ接触走査型記録再生装置に用いて（ただし、
図１２中の電流制限抵抗１２０８はプローブ上の電流制
限薄膜抵抗（図５における５０４）に対応する。）、記
録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示すよう
に、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまって波高
値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パルス電
圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得られ周波
数特性が向上した。本実施例の特徴として、実施例１同
様作製プロセスが比較的単純であるので、コストが低
い、弾性体部分にそり・歪が生じにくいという利点があ
る。また、実施例２同様周波数特性がより向上するとい
う利点も合わせ持つ。なお、本実施例では弾性体形状と
して、カンチレバー型のものを例に挙げ説明したが、他
の形状、例えばトーション型でもよい。
【００２０】［実施例４］本発明の実施例４を図７に示
す。図７は電流制限抵抗を記録層と基板との間に設けた
記録媒体の例である。図７において、導電性を有する基
板７０１上に電流制限抵抗薄膜７０２、その上に記録層
７０８を形成し、これを記録媒体７０３とする。この記
録層７０８に接するようにプローブ７０４を配置する。
電流制限抵抗薄膜７０２が記録層７０８と基板７０１と
の間に形成されているため、探針７０５から探針に対向
する記録層部分７０７を経て電流制限抵抗薄膜７０２中
の電流制限抵抗部分７０６までの間の浮遊容量がほとん
ど０になる。したがって、等価回路的には図１８と同様
となる。本実施例の電流制限抵抗薄膜が形成された記録
媒体の作製は次のようにして行う。マイカ（白雲母）を
へき開したものを下地基板とし、これを真空中で６００
［℃］程度に加熱した状態で、上面にＡｇやＣｕを蒸着
する。これにより、マイカ上にＡｇやＣｕがエピタキシ
ャル成長し、ＡｇやＣｕの平滑な面が得られ、これを導
電性基板とする。この基板を、水蒸気雰囲気中で３００
［℃］程度に加熱することにより、ＡｇやＣｕ表面に酸
化膜を形成し、この酸化膜を電流制限薄膜抵抗とする。
この酸化膜上に前述の電気メモリー性を有するＬＢ膜、
非晶質薄膜材料、酸化性金属・半導体材料のような記録
層を成膜する。ここで、酸化膜の代わりに別の高抵抗材
料、例えば、電気メモリー性を有せず高抵抗性を示すＬ
Ｂ膜、Ｓｉ3Ｎ4といった材料の薄膜を導電性基板上に成
膜し、電流制限薄膜抵抗としてもよい。このようにして
作製した記録媒体を図１２のプローブ接触走査型記録再
生装置（ただし、電流制限抵抗１２０８は、記録媒体１
２０２と基板１２０１との間に電流制限抵抗薄膜の形で
位置する）に用いて、記録用の電圧パルスを印加したと
ころ、図１７に示すように、記録媒体に加わる電圧ＶG
は、波形がなまって波高値が小さくなるようなことはな
く、記録用印加パルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波
高値の波形が得られ周波数特性が向上した。さて、図７
において、電流制限抵抗薄膜は探針と記録層の間、すな
わち、記録層の上面に設けても同様の効果を有する。こ
のとき、図１８において、ＲGとＲLの位置関係を逆にす
ればよい。このような記録媒体の作製例としては、導電
性基板上に記録層を成膜後、さらに記録層の表面に高抵
抗材料薄膜を成膜し、これを電流制限薄膜抵抗とすれば
よい。また、電流制限抵抗薄膜を記録層と一体に設けて
も同様の効果を有する。このような記録媒体の作製例と
して、例えば、前記電気メモリー性ＬＢ膜材料の場合
は、基板上に酸化膜を設ける代わりに、電気メモリー効
果を有しないような別の高抵抗性ＬＢ膜材料と１層毎に
交互に成膜したものを記録媒体とすればよい。本実施例
の特徴として、記録媒体の作製プロセス中に酸化膜等の
電流制限抵抗薄膜の成膜プロセスを加えるだけであるの
で、他の実施例に比べ、かなリコストが低くなるという
利点がある。プローブ側に電流制限抵抗を設ける訳では
ないので、プローブの作製プロセスを複雑にすることが
ないという利点も合わせ持つ。ここで注意すべきことと
して、図１９に示すように、電流制限抵抗１９０１を基
板１９０２から見て探針１９０３と逆の側に設けると、
本実施例と同様の効果は得られない。この場合、等価回
路的には図２０と同様になる。この場合は、図１５と同
様、ギャップ抵抗ＲG２００１と浮遊容量Ｃｓとが並列
となる。浮遊容量Ｃｓ２００２によるインピーダンス１
／ωＣｓがギャップ抵抗ＲGおよび電流制限抵抗ＲLより
小さい場合、ＶG＜ＶPとなり、図１４に示すように記録
媒体に加わる電圧がなまって小さくなってしまうことに
なる。
す。図７は電流制限抵抗を記録層と基板との間に設けた
記録媒体の例である。図７において、導電性を有する基
板７０１上に電流制限抵抗薄膜７０２、その上に記録層
７０８を形成し、これを記録媒体７０３とする。この記
録層７０８に接するようにプローブ７０４を配置する。
電流制限抵抗薄膜７０２が記録層７０８と基板７０１と
の間に形成されているため、探針７０５から探針に対向
する記録層部分７０７を経て電流制限抵抗薄膜７０２中
の電流制限抵抗部分７０６までの間の浮遊容量がほとん
ど０になる。したがって、等価回路的には図１８と同様
となる。本実施例の電流制限抵抗薄膜が形成された記録
媒体の作製は次のようにして行う。マイカ（白雲母）を
へき開したものを下地基板とし、これを真空中で６００
［℃］程度に加熱した状態で、上面にＡｇやＣｕを蒸着
する。これにより、マイカ上にＡｇやＣｕがエピタキシ
ャル成長し、ＡｇやＣｕの平滑な面が得られ、これを導
電性基板とする。この基板を、水蒸気雰囲気中で３００
［℃］程度に加熱することにより、ＡｇやＣｕ表面に酸
化膜を形成し、この酸化膜を電流制限薄膜抵抗とする。
この酸化膜上に前述の電気メモリー性を有するＬＢ膜、
非晶質薄膜材料、酸化性金属・半導体材料のような記録
層を成膜する。ここで、酸化膜の代わりに別の高抵抗材
料、例えば、電気メモリー性を有せず高抵抗性を示すＬ
Ｂ膜、Ｓｉ3Ｎ4といった材料の薄膜を導電性基板上に成
膜し、電流制限薄膜抵抗としてもよい。このようにして
作製した記録媒体を図１２のプローブ接触走査型記録再
生装置（ただし、電流制限抵抗１２０８は、記録媒体１
２０２と基板１２０１との間に電流制限抵抗薄膜の形で
位置する）に用いて、記録用の電圧パルスを印加したと
ころ、図１７に示すように、記録媒体に加わる電圧ＶG
は、波形がなまって波高値が小さくなるようなことはな
く、記録用印加パルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波
高値の波形が得られ周波数特性が向上した。さて、図７
において、電流制限抵抗薄膜は探針と記録層の間、すな
わち、記録層の上面に設けても同様の効果を有する。こ
のとき、図１８において、ＲGとＲLの位置関係を逆にす
ればよい。このような記録媒体の作製例としては、導電
性基板上に記録層を成膜後、さらに記録層の表面に高抵
抗材料薄膜を成膜し、これを電流制限薄膜抵抗とすれば
よい。また、電流制限抵抗薄膜を記録層と一体に設けて
も同様の効果を有する。このような記録媒体の作製例と
して、例えば、前記電気メモリー性ＬＢ膜材料の場合
は、基板上に酸化膜を設ける代わりに、電気メモリー効
果を有しないような別の高抵抗性ＬＢ膜材料と１層毎に
交互に成膜したものを記録媒体とすればよい。本実施例
の特徴として、記録媒体の作製プロセス中に酸化膜等の
電流制限抵抗薄膜の成膜プロセスを加えるだけであるの
で、他の実施例に比べ、かなリコストが低くなるという
利点がある。プローブ側に電流制限抵抗を設ける訳では
ないので、プローブの作製プロセスを複雑にすることが
ないという利点も合わせ持つ。ここで注意すべきことと
して、図１９に示すように、電流制限抵抗１９０１を基
板１９０２から見て探針１９０３と逆の側に設けると、
本実施例と同様の効果は得られない。この場合、等価回
路的には図２０と同様になる。この場合は、図１５と同
様、ギャップ抵抗ＲG２００１と浮遊容量Ｃｓとが並列
となる。浮遊容量Ｃｓ２００２によるインピーダンス１
／ωＣｓがギャップ抵抗ＲGおよび電流制限抵抗ＲLより
小さい場合、ＶG＜ＶPとなり、図１４に示すように記録
媒体に加わる電圧がなまって小さくなってしまうことに
なる。
【００２１】［実施例５］本発明の実施例５を図８に示
す。図８はパルス印加回路系の浮遊容量を低減したプロ
ーブの実施例である。図８において、カンチレバー型弾
性体８０１上に探針８０２、配線８０３が設けられてい
る。カンチレバー型弾性体８０１の固定端は、カンチレ
バー支持部材８０５によりプローブ基板８０４に固定さ
れている。カンチレバー型弾性体８０１に撓みが生じる
ことにより、図８中ｚ方向に探針８０２が移動可能であ
る。さらに、カンチレバー型弾性体８０１全体は電磁シ
ールド８０６で覆われている。電磁シールド８０６はパ
ルス印加手段の記録パルス信号の電位に電気的に接続さ
れている。この接続の様子を図２１に示す。図２１にお
いて、電磁シールド２１０１は、記録信号印加手段２１
０２と電流制限抵抗２１０３の間に接続されている。こ
うすることにより、探針２１０４・配線２１０５と記録
媒体２１０６との間の浮遊容量が低減される。再び図８
において、電磁シールド８０６の一部、探針８０２の近
傍には探針８０２先端がシールド外に出るような微小開
口８０７が形成されている。なお、図８は説明のために
電磁シールドの一部分を取り除いて描いてある。探針８
０２先端を除き、探針８０２の根元、配線８０３が電磁
シールド８０６に完全に覆われているので、探針・配線
と記録媒体（不図示）との間の浮遊容貫を極めて小さく
することができる。等価回路的には図１５と同様である
が、浮遊容量Ｃｓｌ５０３の値を小さくすることができ
る。したがって、浮遊容量Ｃｓｌ５０３によるインピー
ダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗ＲLより十分大きく
なる。本実施例のプローブの作製プロセスを図９を用い
て説明する。表面に酸化膜（ＳｉＯ2）を形成したＳｉ
基板表面に膜厚３［μｍ］のレジスト膜を形成した後、
低圧ＣＶＤ法により、１［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4薄膜を
形成する（図９ａ）。これをカンチレバー形状にパター
ニング後（図９ｂ）、２［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4薄膜を
成膜・パターニングし、カンチレバー支持Ｓｉ3Ｎ4部材
を形成する（図９ｃ）。カンチレバー上電流引き出し用
の配線を形成するために、再びレジスト成膜後、パター
ニングを行い、Ａｌを蒸着し、Ａｌ配線を形成する（図
９ｄ）。次に、カンチレバー形状先端部分にスピント法
により、高さ１０［μｍ］のＡｕ探針を形成する（図９
ｅ）。Ａｌ配線と電磁シールドとを絶縁するための絶縁
体を形成した後、再び５［μｍ］の厚さにレジストを塗
布し、電磁シールド内部形状にパターニングを行う（図
９ｆ）。電磁シールド用にＡｌ膜を１［μｍ］の厚さに
蒸着後（図９ｇ）、パターニングし、探針の部分に直径
３［μｍ］程度の微小開口を形成する（図９ｈ）。最後
に、オゾンプラズマ法により、レジスト部分をエッチン
グにより除去する（図９ｉ）。このようにして作製した
プローブを図１２のプローブ接触走査型記録再生装置に
用いて、記録用の電圧パルスを印加したところ、図１７
に示すように、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がな
まって波高値が小さくなるようなことはなく、記録用印
加パルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が
得られ、周波数特性が向上した。本実施例の特徴とし
て、作製プロセスが複雑であるものの探針・配線と基板
間の浮遊容量を極めて小さくすることができるので、周
波数特性が特に向上するという利点を有する。なお、本
実施例では弾性体形状として、カンチレバー型のものを
例に挙げ説明したが、他の形状、例えばトーション型で
もよい。
す。図８はパルス印加回路系の浮遊容量を低減したプロ
ーブの実施例である。図８において、カンチレバー型弾
性体８０１上に探針８０２、配線８０３が設けられてい
る。カンチレバー型弾性体８０１の固定端は、カンチレ
バー支持部材８０５によりプローブ基板８０４に固定さ
れている。カンチレバー型弾性体８０１に撓みが生じる
ことにより、図８中ｚ方向に探針８０２が移動可能であ
る。さらに、カンチレバー型弾性体８０１全体は電磁シ
ールド８０６で覆われている。電磁シールド８０６はパ
ルス印加手段の記録パルス信号の電位に電気的に接続さ
れている。この接続の様子を図２１に示す。図２１にお
いて、電磁シールド２１０１は、記録信号印加手段２１
０２と電流制限抵抗２１０３の間に接続されている。こ
うすることにより、探針２１０４・配線２１０５と記録
媒体２１０６との間の浮遊容量が低減される。再び図８
において、電磁シールド８０６の一部、探針８０２の近
傍には探針８０２先端がシールド外に出るような微小開
口８０７が形成されている。なお、図８は説明のために
電磁シールドの一部分を取り除いて描いてある。探針８
０２先端を除き、探針８０２の根元、配線８０３が電磁
シールド８０６に完全に覆われているので、探針・配線
と記録媒体（不図示）との間の浮遊容貫を極めて小さく
することができる。等価回路的には図１５と同様である
が、浮遊容量Ｃｓｌ５０３の値を小さくすることができ
る。したがって、浮遊容量Ｃｓｌ５０３によるインピー
ダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗ＲLより十分大きく
なる。本実施例のプローブの作製プロセスを図９を用い
て説明する。表面に酸化膜（ＳｉＯ2）を形成したＳｉ
基板表面に膜厚３［μｍ］のレジスト膜を形成した後、
低圧ＣＶＤ法により、１［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4薄膜を
形成する（図９ａ）。これをカンチレバー形状にパター
ニング後（図９ｂ）、２［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4薄膜を
成膜・パターニングし、カンチレバー支持Ｓｉ3Ｎ4部材
を形成する（図９ｃ）。カンチレバー上電流引き出し用
の配線を形成するために、再びレジスト成膜後、パター
ニングを行い、Ａｌを蒸着し、Ａｌ配線を形成する（図
９ｄ）。次に、カンチレバー形状先端部分にスピント法
により、高さ１０［μｍ］のＡｕ探針を形成する（図９
ｅ）。Ａｌ配線と電磁シールドとを絶縁するための絶縁
体を形成した後、再び５［μｍ］の厚さにレジストを塗
布し、電磁シールド内部形状にパターニングを行う（図
９ｆ）。電磁シールド用にＡｌ膜を１［μｍ］の厚さに
蒸着後（図９ｇ）、パターニングし、探針の部分に直径
３［μｍ］程度の微小開口を形成する（図９ｈ）。最後
に、オゾンプラズマ法により、レジスト部分をエッチン
グにより除去する（図９ｉ）。このようにして作製した
プローブを図１２のプローブ接触走査型記録再生装置に
用いて、記録用の電圧パルスを印加したところ、図１７
に示すように、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がな
まって波高値が小さくなるようなことはなく、記録用印
加パルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が
得られ、周波数特性が向上した。本実施例の特徴とし
て、作製プロセスが複雑であるものの探針・配線と基板
間の浮遊容量を極めて小さくすることができるので、周
波数特性が特に向上するという利点を有する。なお、本
実施例では弾性体形状として、カンチレバー型のものを
例に挙げ説明したが、他の形状、例えばトーション型で
もよい。
【００２２】［実施例６］本発明の実施例６を図１０に
示す。図１０はパルス印加回路系の浮遊容量を低減した
別のプローブの実施例である。図１０において、カンチ
レバー型弾性体１００１上に探針１００２、配線１００
３が設けられている。カンチレバー型弾性体１００１に
撓みが生じることにより、図１０中ｚ方向に探針１００
２が移動可能である。さらに、カンチレバー型弾性体１
００１のおもて面（記録媒体に対向する面）は電磁シー
ルド１００４、１００５で覆われている。電磁シールド
１００４、１００５はパルス印加手段の記録パルス信号
の電位に電気的に接続されている。この接続の様子は前
述の実施例５と同様である。電磁シールド１００４の一
部、探針１００２の近傍には探針１００２先端がシール
ド外に出るような微小開口１００６が形成されている。
探針１００２先端を除き、探針１００２の根元、配線１
００３が電磁シールド１００４、１００５に覆われてい
るので、探針・配線と記録媒体・基板との間の浮遊容量
を小さくすることができる。等価回路的には図１５と同
様であるが、浮遊容量Ｃｓ１５０３の値を小さくするこ
とができる。したがって、浮遊容量Ｃｓ１５０３による
インピーダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗ＲLより大
きくなる。本実施例のプローブの作製プロセスを図１１
を用いて説明する。表面から１［μｍ］の深さまでｐ++
層が形成されるようにＢをドーピングした＜１００＞の
面方位を有するｎ−Ｓｉ基板表面に酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成する（図１ｌａ）。探針形成用マスク形状にＳｉ
Ｏ2膜およびｐ++層をエッチングにより除去した後（図
１１ｂ）、ＫＯＨ溶液により、異方性エッチングを行
い、四角錘の溝を形成する（図１１ｃ）。次にイオン注
入法によりＢをドーピングすることにより、四角錘の溝
中にｐ++層を形成し（図１１ｄ）、これを３００℃の水
蒸気中で処理することにより、ｐ++層中に酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）層を形成する（図１１ｅ）。これに、探針および
配線形成用のＰｔを蒸着する（図１１ｆ）。次に、切断
用溝を形成し、部分的に剥離用のＣｒ薄膜を施したガラ
スを基板に陽極接合後（図１１ｇ）、ＫＯＨ溶液で探針
先端部分のＳｉＯ2層が露出するまでｎ−Ｓｉ基板をエ
ッチングする（図１１ｈ）。ついで、ＨＦ溶液により、
探針先端に露出したＳｉＯ2層を取り除き、Ｐｔ探針を
露出させる（図１１ｉ）。最後にガラスを切断し、ＫＯ
Ｈ溶液で残りのｎ−Ｓｉをエッチングしてカンチレバー
を形成する（図１１ｊ）。このようにして作製したプロ
ーブを図１２のプローブ接触走査型記録再生装置に用い
て、記録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示
すように、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまっ
て波高値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パ
ルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得ら
れ、周波数特性が向上した。本実施例の特徴として、周
波数特性向上の程度は前述の実施例５程ではないもの
の、作製プロセスが比較的単純であるので、コストが低
いという利点がある。なお、本実施例では弾性体形状と
して、カンチレバー型のものを例に挙げ説明したが、他
の形状、例えばトーション型でもよい。
示す。図１０はパルス印加回路系の浮遊容量を低減した
別のプローブの実施例である。図１０において、カンチ
レバー型弾性体１００１上に探針１００２、配線１００
３が設けられている。カンチレバー型弾性体１００１に
撓みが生じることにより、図１０中ｚ方向に探針１００
２が移動可能である。さらに、カンチレバー型弾性体１
００１のおもて面（記録媒体に対向する面）は電磁シー
ルド１００４、１００５で覆われている。電磁シールド
１００４、１００５はパルス印加手段の記録パルス信号
の電位に電気的に接続されている。この接続の様子は前
述の実施例５と同様である。電磁シールド１００４の一
部、探針１００２の近傍には探針１００２先端がシール
ド外に出るような微小開口１００６が形成されている。
探針１００２先端を除き、探針１００２の根元、配線１
００３が電磁シールド１００４、１００５に覆われてい
るので、探針・配線と記録媒体・基板との間の浮遊容量
を小さくすることができる。等価回路的には図１５と同
様であるが、浮遊容量Ｃｓ１５０３の値を小さくするこ
とができる。したがって、浮遊容量Ｃｓ１５０３による
インピーダンス１／ωＣｓは、電流制限抵抗ＲLより大
きくなる。本実施例のプローブの作製プロセスを図１１
を用いて説明する。表面から１［μｍ］の深さまでｐ++
層が形成されるようにＢをドーピングした＜１００＞の
面方位を有するｎ−Ｓｉ基板表面に酸化膜（ＳｉＯ2）
を形成する（図１ｌａ）。探針形成用マスク形状にＳｉ
Ｏ2膜およびｐ++層をエッチングにより除去した後（図
１１ｂ）、ＫＯＨ溶液により、異方性エッチングを行
い、四角錘の溝を形成する（図１１ｃ）。次にイオン注
入法によりＢをドーピングすることにより、四角錘の溝
中にｐ++層を形成し（図１１ｄ）、これを３００℃の水
蒸気中で処理することにより、ｐ++層中に酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）層を形成する（図１１ｅ）。これに、探針および
配線形成用のＰｔを蒸着する（図１１ｆ）。次に、切断
用溝を形成し、部分的に剥離用のＣｒ薄膜を施したガラ
スを基板に陽極接合後（図１１ｇ）、ＫＯＨ溶液で探針
先端部分のＳｉＯ2層が露出するまでｎ−Ｓｉ基板をエ
ッチングする（図１１ｈ）。ついで、ＨＦ溶液により、
探針先端に露出したＳｉＯ2層を取り除き、Ｐｔ探針を
露出させる（図１１ｉ）。最後にガラスを切断し、ＫＯ
Ｈ溶液で残りのｎ−Ｓｉをエッチングしてカンチレバー
を形成する（図１１ｊ）。このようにして作製したプロ
ーブを図１２のプローブ接触走査型記録再生装置に用い
て、記録用の電圧パルスを印加したところ、図１７に示
すように、記録媒体に加わる電圧ＶGは、波形がなまっ
て波高値が小さくなるようなことはなく、記録用印加パ
ルス電圧ＶPの波形とほぼ同じ形、波高値の波形が得ら
れ、周波数特性が向上した。本実施例の特徴として、周
波数特性向上の程度は前述の実施例５程ではないもの
の、作製プロセスが比較的単純であるので、コストが低
いという利点がある。なお、本実施例では弾性体形状と
して、カンチレバー型のものを例に挙げ説明したが、他
の形状、例えばトーション型でもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、以上の構成により記録信号印
加回路系の周波数特性を向上させることができるから、
記録媒体に加わる記録用信号電圧波形の大きさが小さく
なったり、また波形が時間的になまることを防止するこ
とができ、確実で信頼性の高い記録を行うことができ
る。。さらに、本発明によると連続に記録用信号パルス
を印加することが可能となり、記録速度の向上により高
速の記録を行うことができる。
加回路系の周波数特性を向上させることができるから、
記録媒体に加わる記録用信号電圧波形の大きさが小さく
なったり、また波形が時間的になまることを防止するこ
とができ、確実で信頼性の高い記録を行うことができ
る。。さらに、本発明によると連続に記録用信号パルス
を印加することが可能となり、記録速度の向上により高
速の記録を行うことができる。
【図１】本発明の実施例１における電流制限抵抗をトー
ション型弾性体に支持される可動部材上の探針近傍の配
線中に設けたプローブの実施例を示す図である。
ション型弾性体に支持される可動部材上の探針近傍の配
線中に設けたプローブの実施例を示す図である。
【図２】本発明の実施例１における電流制限抵抗をトー
ション型弾性体に支持される可動部材上の探針近傍の配
線中に設けたプローブの作製プロセスを説明する図であ
る。
ション型弾性体に支持される可動部材上の探針近傍の配
線中に設けたプローブの作製プロセスを説明する図であ
る。
【図３】本発明の実施例２における電流制限抵抗をカン
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブを示
す図である。
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブを示
す図である。
【図４】本発明の実施例２における電流制限抵抗をカン
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブの作
製プロセスを説明する図である。
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブの作
製プロセスを説明する図である。
【図５】本発明の実施例３における電流制限抵抗をカン
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブを示
す図である。
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブを示
す図である。
【図６】本発明の実施例３における電流制限抵抗をカン
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブの作
製プロセスを説明する図である。
チレバー型弾性体上の探針と一体に設けたプローブの作
製プロセスを説明する図である。
【図７】本発明の実施例４における電流制限抵抗を記録
層と基板との間に設けた記録媒体を示す図である。
層と基板との間に設けた記録媒体を示す図である。
【図８】本発明の実施例５におけるパルス印加回路系の
浮遊容量を低減したプローブを示す図である。
浮遊容量を低減したプローブを示す図である。
【図９】本発明の実施例５におけるパルス印加回路系の
浮遊容量を低減したプローブの作製プロセスを説明する
図である。
浮遊容量を低減したプローブの作製プロセスを説明する
図である。
【図１０】本発明の実施例６におけるパルス印加回路系
の浮遊容量を低減したプローブを示す図である。
の浮遊容量を低減したプローブを示す図である。
【図１１】本発明の実施例６におけるパルス印加回路系
の浮遊容量を低減したプローブの作製プロセスを説明す
る図である。
の浮遊容量を低減したプローブの作製プロセスを説明す
る図である。
【図１２】本発明を適用するプローブ接触走査方式記録
再生装置の原理および構成を説明する図である。
再生装置の原理および構成を説明する図である。
【図１３】接触走査方式の記録再生装置の概念図であ
る。
る。
【図１４】記録用印加電圧波形と、実際た記録媒体に加
わる電圧がなまって小さくなってしまう場合の波形の比
較を示す図である。
わる電圧がなまって小さくなってしまう場合の波形の比
較を示す図である。
【図１５】浮遊容量とギャップ抵抗が並列の関係にあ
り、これらと電流制限抵抗とが直列の関係にある場合の
等価回路図である。
り、これらと電流制限抵抗とが直列の関係にある場合の
等価回路図である。
【図１６】電流制限抵抗とギャップ抵抗が直列の関係に
あり、これらと浮遊容量とが並列の関係にある場合の等
価回路図である。
あり、これらと浮遊容量とが並列の関係にある場合の等
価回路図である。
【図１７】記録用印加電圧波形と、実際に記録媒体に加
わる電圧がなまったり、波高値が小さくなるようなこと
のない波形との比較を示す図である。
わる電圧がなまったり、波高値が小さくなるようなこと
のない波形との比較を示す図である。
【図１８】ギャップ抵抗と電流制限抵抗が直列の関係に
あり、これらと浮遊容量とが並列の関係にある場合の等
価回路図である。
あり、これらと浮遊容量とが並列の関係にある場合の等
価回路図である。
【図１９】電流制限抵抗を基板から見て探針と逆の側に
設けた例を示す図である。｀
設けた例を示す図である。｀
【図２０】浮遊容量とギャップ抵抗が並列の関係にあ
り、これらと電流制限抵抗とが直列の関係にある場合の
等価回路図である。
り、これらと電流制限抵抗とが直列の関係にある場合の
等価回路図である。
【図２１】電磁シールドの接続方法を説明する図であ
る。
る。
１０１：トーション型弾性体 １０２：トーション型弾性体 １０３：可動部材 １０４：探針 １０５：配線 １０６：電流制限薄膜抵抗 ３０１：カンチレバー型弾性体 ３０２：探針 ３０３：配線 ３０４：電流制限抵抗部分 ５０１：カンチレバー型弾性体 ５０２：探針 ５０３：配線 ５０４：電流制限薄膜抵抗 ７０１：基板 ７０２：電流制限抵抗薄膜 ７０３：記録媒体 ７０４：プローブ ７０５：探針 ７０６：電流制限抵抗部分 ７０７：探針に対向する記録層部分 ７０８：記録層 ８０１：カンチレバー型弾性体 ８０２：電流制限抵抗薄膜 ８０３：配線 ８０４：プローブ基板 ８０５：カンチレバー支持部材 ８０６：電磁シールド ８０７：微小開口 １００１：カンチレバー型弾性体 １００２：探針 １００３：配線 １００４：電磁シールド １００５：電磁シールド １００６：微小開口 １２０１：基板 １２０２：記録媒体 １２０３：プローブ １２０４：弾性体 １２０５：探針 １２０６：記録信号発生器 １２０７：増幅器 １２０８：電流制限抵抗 １２０９：ｘｙｚ駆動機構 １２１０：バイアス電圧印加手段 １２１１：電流検出器 １２１２：再生信号処理器 １２１３：スイッチ １２１４：記録層 １３０１：記録媒体 １３０２：プローブ １３０３：探針 １３０４：配線 １３０５：記録信号印加手段 １３０６：電流制限抵抗 １３０７：プローブと記録媒体間の浮遊容量 １５０１：電流制限抵抗 １５０２：ギャップ抵抗 １５０３：浮遊容量 １６０１：電流制限抵抗 １６０２：ギャップ抵抗 １６０３：浮遊容量 １８０１：電流制限抵抗 １８０２：ギャップ抵抗 １８０３：浮遊容量 １９０１：電流制限抵抗 １９０２：基板 １９０３：探針 ２００１：ギャップ抵抗 ２００２：浮遊容量 ２００３：電流制限抵抗 ２１０１：電磁シールド ２１０２：記録信号印加手段 ２１０３：電流制限抵抗 ２１０４：探針 ２１０５：配線 ２１０６：記録媒体
Claims (9)
- 【請求項１】 記録媒体にプローブを対向させて電圧を
印加し高速記録を行う情報高速記録装置のプローブにお
いて、該プローブが導電性を有する先端の尖鋭な探針又
はその近傍に電気抵抗を有していることを特徴とするプ
ローブ。 - 【請求項２】前記電気抵抗が、前記プローブの探針に電
圧を印加するための配線中に設けられていることを特徴
とする請求項１に記載のプローブ。 - 【請求項３】前記電気抵抗が、前記探針を構成する部材
中に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
プローブ。 - 【請求項４】 前記探針を構成する部材中に設けられた
前記電気抵抗が、前記探針表面の酸化膜で構成されてい
ることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。 - 【請求項５】 記録媒体にプローブを対向させて電圧を
印加し高速記録を行う情報高速記録装置の記録媒体にお
いて、該記録媒体が導電性を有する基板と該基板上の記
録層とで構成され、該基板と該記録層との間、又は該記
録層中乃至は該記録層上に電気抵抗層を有することを特
徴とする記録媒体。 - 【請求項６】 記録媒体にプローブを対向させて電圧を
印加し高速記録を行う情報高速記録装置のプローブにお
いて、該プローブが導電性を有する先端の尖鋭な探針と
該探針に電圧を印加するための配線とを有し、この探針
と配線とが電圧を印加する手段の印加電圧信号電位に電
気接続された電磁シールドによって覆われていることを
特徴とするプローブ。 - 【請求項７】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプ
ローブを記録媒体に対向させて電圧を印加し高速記録を
行う情報高速記録方法であって、前記探針又はその近傍
の前記プローブにおける電気抵抗により、記録時に探針
と記録媒体間に流れる電流を制限して、前記記録媒体と
探針と記録信号電圧印加手段を含む回路ループの周波数
特性を向上させ高速記録を行うことを特徴とする情報高
速記録方法。 - 【請求項８】 請求項５に記載の記録媒体にプローブを
対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記録方
法であって、前記記録媒体における電気抵抗層により、
記録時に探針と記録媒体間に流れる電流を制限して、前
記記録媒体と探針と記録信号電圧印加手段を含む回路ル
ープの周波数特性を向上させ高速記録を行うことを特徴
とする情報高速記録方法。 - 【請求項９】 請求項６に記載のプローブを記録媒体に
対向させて電圧を印加し高速記録を行う情報高速記録方
法であって、前記プローブにおける前記電磁シールドに
より、前記探針並びに配線と記録媒体間の静電容量を低
減して、前記記録媒体と探針と記録信号電圧印加手段を
含む回路ループの周波数特性を向上させ高速記録を行う
ことを特徴とする情報高速記録方法。
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|---|---|---|---|
| JP17549095A JP3576644B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 情報記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報記録方法 |
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|---|---|---|---|
| JP17549095A JP3576644B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 情報記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報記録方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH097238A true JPH097238A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3576644B2 JP3576644B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=15996963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17549095A Expired - Fee Related JP3576644B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 情報記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報記録方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3576644B2 (ja) |
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