JPS59101045A - 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構成される記録
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０ 〔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、ビデオ信号、オーディオ信号あるいはデー
タ信号等の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０再記録可能な光ディスクも種々提案されてはいる
が、まだ実験段階のものがほとんどである。

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
にの酸化シリコン（Ｓ１０□）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（５ｉ３Ｎ４）
膜のような電荷蓄ｆｔ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を構成し、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り、第１の絶縁膜
のトンネル効果を利用して第２の絶縁膜中に電荷全蓄積
させる形で信号の記録を行ない、一方、再生は再生電極
金剛い第２の絶縁膜中の電荷蓄積状態に対応して半導体
層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金既に提案している。

ところが、この方式では記録電極に記録用ノくルス電圧
を印加し記録媒体に記録する場合、記録信号の周波数が
高くなるにつれて記録電極の厚さ、つまり記録媒体に対
する相対的移動方向の寸法が、信号の周期時間中に電極
が移動する距離に近づくにつれて、記録前の元の情報信
号に対し再生信号のパルス幅、つまりはデユーティが増
加してしまうという問題が生じる０この問題は記録電極
と記録媒体の相対的移動速度が遅くなるほど顕著となる
〇一方、記録電極の上記寸法を薄くすればこの問題は改
善されるが、記録電極の寿命が短くなり、また製作上も
この寸法を薄くすることには限度がある○ 〔発明の目的〕 この発明の目的は、半導体を利用した記録媒体を用いて
、忠実度の高い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
情報信号に対応した電荷を第２の絶縁膜に蓄積すること
にエリ記録を行なう場合、記録用パルス電圧のパルス幅
を記録すべき情報信号のパルス幅工り減少させるか、ま
たは再生信号のパルス幅？減少させるか、あるいは記録
用パルス電圧および再生信号の双方のパルス＠を減少さ
せること全特徴としている。

すなわち、記録電極の相対的移動方向の寸法が有限であ
るため、記録用パルス電圧をそのまま印加すると、情報
信号に対応して第２の絶縁膜に蓄積される電荷の蓄積長
が記録電極の上記寸法分だけ長くなるため、記録電極お
よび再生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分だけ、記録用パルス電圧
のパルス幅または再生信号のパルス幅を減少させるか、
あるいはその双方を合計して上記時間分だけ減少させる
ことにより、もとの情報信号に忠実な再生信号が得られ
るようにしたものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、記録電極の厚さに関係なく忠実度に
すぐれた記録、再生が可能となるばかりでなく、記録電
極の厚さを必要以上に薄くする必要がないので、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２ｏＸ程度の酸化シリコ
ンＳ　１０゜膜を形成し、さらにその上に５ｏｏ１程度
またはそれ以下の厚さのＳｉ３ＮいＡｔ２０３あるいは
Ｔａ２０５等の電荷蓄積機能を有する第２の絶縁膜１０
４を形成したものである。なお半導体層１０２の裏面に
は、導電層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１０１３合印加しな
がら、記録媒体１０１に対し矢印１θ９の方向へ相対的
に移動させる。

ここで記録用パルス電圧１０Ｂは例えばビデオ信号等の
情報信号１１０ｋＦＭ変調回路１１１にエリＦＭ変調を
施し、さらにリミッタ１１２を通してパルス列にした信
号（これ全記録すべき情報信号という）をパルス幅減少
回路１１４にエリ記録電極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
動する時間だけパルス幅を減らした後、パルス増幅器１
１５により増幅して得られるものである。

今、ＦＭ変調回路１１１によりＦＭ変調され、リミッタ
１１２によりパルス列にされた記録すべき情報信号１１
３が第２図（ａ）の２０１に示すようなものとすると、
この４８号をパルス幅減少回路１１４を通さずに記録媒
体１０１に記録し再生した場合、第２図（ｂ）の２０２
に示すような再生信号が得られる。この場合、記録電極
１０７に印加される記録用パルス電圧のパルス幅器Ｔ　
（ｓｅｃ）とし、記録電極１０７の記録媒体１０１に対
する相対的移動速度ｆ　Ｖ　（２ｒＬ／５ｅｅ）とする
と、記録媒体１０１の第２の絶縁膜１０４への電荷蓄積
長は、第３図に示す１ようにＴＸＶに記録電極１０７の
相対的移動方向の厚さｗ’ｌ加えたものになる。従って
記録時と同じ相対速度Ｖで再生した場合、再生信号の幅
Ｗ／　Ｖｓｅｅだけ広くなることになる。つまり第２図
（ｂ）の２０２のような再生信号が得られることになる
０ そこで第１図に示すように、パルス幅減少回路１１４に
より情報信号１１３をＷ／　Ｖ　ｓｅｅだけパルス幅を
減少させてからパルス増幅器１１５に送り、第２図（ｃ
）の２０３に示すような記録用パルス電圧を記録電極１
０１に印加して記録媒体１０１に記録を行なえば、再生
信号は第２図（ｄ）の２０４に示すように記録前の情報
信号２０１とパルス幅が同じものとなる０ 第４図はパルス幅減少回路１１４の具体的構成例を示す
もので、入力端子４σＩへ入力されるパルス信号は２分
岐され、一方においてインバータ４０２で反転された後
、ＣＲ遅延回路４０３で遅延され、再びインバータ４０
４で反転されて、ＡＮＩ）ゲート４０７の一方の入力端
に与えられる０また２分岐された入カッくルス信号は、
他方においてインバータ４０５，４０６−ｉ介１．’（
ＡＮＤゲート４０７の他方の入力端に与えられる。こう
すると、出力端子４０１３には入力パルス信号に対しＣ
Ｒ遅延回路４０３の遅延時間τ分だけ前線が遅延された
パルス信号、つまりパルス幅が減少した信号が得られる
。

この場合、パルス幅減少量はＣＲ遅延回路４０３の遅延
時間τを例えば抵抗Ｒの調整により変えることで任意に
還ぶことかできる。第１図の実施例の場合はτ＝Ｗ／Ｖ
　に調整すればよい。なお、第４図でインバータ４０５
，４０６はインバータ４０２，４０４の素子遅延時間補
償用である。

このようにパルス幅の減少量は記録電極の相対的移動方
向の寸法Ｗと移動速度Ｖに関係してくる。従って相対的
移動速度Ｖが変化するような場合、それに応じてパルス
幅の減少量も変化させてやらなければならない０そこで
記録媒体１０１を一定回転数で回転させ、らせん状に記
録全行なう場合の一実施例を第５図に示す０この実施例
においては、パルス゛隅減少回路１１４によりパルス幅
を減少させる際、記録電極１θ７は回転半径方向に移動
するので、記録電極１０７の記録媒体１０１に対する相
対的移動速度が変化するため、位置検出回路５０１によ
り記録電極１０７の記録媒体１０１回転半径方向の位置
を検出し、これによりパルス幅の減少量全調整している
。

なお、この発明においてパルス幅の調整は記録側だけで
なく再生側で行なってもかまわない。

第６図は再生側でパルス幅の調整を行なう場合の一実施
例である。これは記録媒体１０１と再生電極６０１を含
む共振回路６０３により高周波発振器６０４からのマイ
クロ波を変調し、検波回路６０５によりその変調出力信
号を取り出しさらにリミッタ６０６を通して再生信号６
０７を得た後、パルス幅減少回路６０Ｂによりパルス幅
を減少させて再生信号出力６０９を得るものである。

つまり第１図に示したような記録側でパルス幅の減少を
行なわないと第２図（ｂ）の２０２に示すような再生信
号が第６図のリミッタ６０６の出力に得られる。この時
のパルス幅は記録電極１０１の移動方向の寸法Ｗと記録
媒体１０１に対する相対的移動速度Ｖによって決まるＷ
／Ｖなる時間だけ広くなっているので、パルス幅減少回
路６０８によってＷ／Ｖ　なる時間だけパルス幅を減少
させれば、第２図（ｄ）の２０４に示すような正しい再
生信号が得られる。

上述した２つの実施例では、記録時に記録用パルス電圧
のパルス幅＠　Ｗ／　Ｖ　だけ減少させるか、再生時に
再生信号のパルスＩｌ：ｗ／ｖ　だけ減少させる方法を
とったが、記録時にＴ１だけ記録用パルス電圧のパルス
幅を減少させ、がっ再生するときにＴ２だけ再生信号の
パルス幅を減少させても、元の情報信号と同一パルス幅
の再生信号を得ることもできる。但し、 Ｔ、　＋Ｔ２＝ｗ／ｖ　の関係は満たされねばならない
。

具体的にはＴ、としてＯ−Ｗ／Ｖ、またそれに対応する
Ｔ２はＷ／Ｖ　〜０が使用できるが、このうちＴ、　＝
Ｗ／Ｖ　　、　Ｔ２＝ＯＬｌ：第１図の実施例の方法、
Ｔ１＝０　、Ｔ２＝Ｗ／Ｖは第２図の実施例の方法にな
る。記録媒体１０１によって実際に記録再生を行なった
場合の周波数特性について考えると、Ｔ、とＴ２の選び
方及び記録用パルス電圧の増幅のためのパルス増幅器Ｊ
　Ｊ　ｓの増幅可能パルス幅の値により、少しずつ周波
数特性が変化して行く。この周波数特性を考慮すれば記
録あるいは再生時のいずれか一方でＷ／Ｖ　だけパルス
幅を減少させる場合エリ、記録と再生の双方で合計Ｗ／
Ｖ　だけパルス幅を減少させた方が有利である。

【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
る記録時の概略構成を示す図、第２図は記録または再生
されるパルス信号のパルス幅の関係を示す図、第３図は
一つのパルス電圧が印加された時の記録電極の記録媒体
上での移動状態を示す図、第４図はパルス幅減少回路の
具体的構成例を示す図、第５図は同実施例に係る記録再
生方式における記録媒体と記録電極の相対的移動速度が
変化する場合の記録時の概略構成を示す図、第６図はこ
の発明の池の実施例に係る記録再生方式における再生時
の概略構成を示す図である。 １０１・・・記録媒体、１０２・・・半導体層、ＩＯ２
・・・第１の絶縁膜、１０４・・・第２の絶縁膜、１０
５・・・導電層、１０６・・・記録針、１０７・・・記
録電極、１０Ｂ・・・記録用パルス電圧、１１３・・・
記録すべき情報信号、１１４・・・パルス幅減少回路、
１１５・・・パルス増幅器、５０Ｉ・・・位置検出回路
、６０１・・・再生電極、６０２・・・再生針、６０３
・・・共振回路、６０４・・・高周波発振器、６０５・
・・検波回路、６０１３・・・パルス幅減少回路、６０
９・・・再生信号出力。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体層の上に第１の絶縁膜および電荷も精機能
   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
   記録媒体上全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、前記記録用パルス電圧のパルス幅を前記情
   報信号のパルス幅、゛より減少させるか、または前記再
   生信号のパルス幅を減少させるか、あるいは記録用パル
   ス電圧および再生信号双方のパルス幅を減少させること
   全特徴とする記録再生方式。
2. （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、記録電極および再生電極の記録媒体に
   対する相対的移動速度をＶとしたとき、記録用パルス電
   圧または再生信号のパルス幅をＷ／Ｖ　だけ減少させる
   か、あるいは記録用パルス電圧および再生信号のパルス
   幅全合計Ｗ／Ｖ　だけ減少させ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。