[发明专利]信息记录再生装置

说明书

技术领域

本发明有关信息记录再生装置。

背景技术

近几年来，小型便携设备在全世界得以普及，并随着高速信息传输网的迅速发展，对小型大容量非易失存储器的需要急剧地扩大。其中，尤其是NAND型闪存及小型HDD(硬盘驱动器)在记录密度上取得飞速的进步，乃至形成一个相当大的市场。

但是，两者均被指出在记录密度上存在极限。即存在以下两个问题，NAND型闪存随着最小线宽的缩小加工费用显著地增大，另外，小型HDD不能充分地确保跟踪精度。

在上述状况下，曾提出过若干件旨在大幅度地超过记录密度极限的新型存储器的方案。

例如，PRAM(相变存储器)采用的原理为，记录材料使用能取得非结晶状态(ON)和结晶状态(OFF)两种状态的材料，使这两种状态与2值数据“0”、“1”相对应地记录数据。

关于写入/清除，例如通过将大功率脉冲外加于记录材料形成非结晶状态，而通过将小功率脉冲外加于记录材料形成结晶状态。

关于读出，使小到不会产生写入/清除效果的较弱的读出电流在记录材料上流动，测量记录材料的电阻，从而进行读出。非结晶状态的记录材料的电阻值比结晶状态的记录材料的电阻值大，两者之差为103左右。

PRAM的最大特点在于即使将元件尺寸缩小到10nm左右仍能动作，在这种情况下，由于能实现约10Tbpsi(10¹²位/平方英寸)的记录密度，所以能作为提高记录密度的一个备用方案(例如，参照非专利文献1)。

另外，还报道了虽然不同于PRAM，但具有与其极其相似工作原理的新型存储器(例如，参照非专利文献2)。

根据该报告，作为记录数据用的记录材料的典型例子为氧化镍，和PRAM同样，在写入/清除时，使用大功率脉冲和小功率脉冲。并报道了此时与PRAM相比，写入/清除时的功耗小的优点。

迄今为止，虽然还不清楚这种新型存储器的动作机理，但其复现性得到确认，被当做提高记录密度的又一个备用方案。另外，也有某些研究团队正在尝试弄清楚其动作机理。

除此以外，也提出使用MEMS(micro electro mechanical system；微电子机械系统)技术的MEMS存储器(例如，参照非专利文献3)。

特别是被称为百足虫(Millipede)的MEMS存储器具有多个阵列状的悬臂与涂着有机物质的记录媒体对置的结构，悬臂顶端的探头以适当的压力与记录媒体接触。

关于写入，通过有选择地控制附加于探头上的加热器的温度来进行。也就是，当加热器的温度上升时，记录媒体软化，探头陷入记录媒体，在记录媒体上形成凹坑。

关于读出，一边使不至于导致记录媒体软化的程度的电流在探头上流动，一边使该探头对记录媒体的表面进行扫描，通过这样来进行读出。由于探头落入记录媒体的凹坑中时探头温度降低，加热器的电阻值上升，所以通过读取这一电阻值变化便能读取数据。

百足虫那样的MEMS存储器的最大特点在于无需在记录位数据的各记录部设置布线，所以能极大地提高记录密度。现状是已可达到1Tbpsi左右的记录密度(例如，参照非专利文献4)。

另外，受到百足虫发表的影响，最近还将MEMS技术和新的记录原理组合在一起，正在进行努力谋求在功耗、记录密度、动作速度等方面能有较大的改进。

例如，曾提出以下所述的一种方法，即在记录媒体上设置强电介质层，通过将电压外加于记录媒体上从而在强电介质层上引发电介质极化并记录数据的方法。根据该方法在理论上预测记录位数据的记录部彼此之间的间隔(记录的最小单位)能接近结晶的单位晶胞的级别。

假设记录的最小单位为强电介质层的结晶的1个单位晶胞，则记录密度为约4Pbpsi(皮位/平方英寸)的巨大值。

但是，这样的利用强电介质记录的MEMS存储器虽然其原理早就为人们所知，但迄今仍未实现。

其最主要的原因在于，从记录媒体来到其外部的电场被空气中的离子屏蔽。也就是说，由于不能探测到来自记录媒体的电场，所以无法读出。

另外，也存在以下的原因，即当结晶中存在晶格缺陷时，因晶格缺陷产生的电荷向记录部移动，将电荷屏蔽了。

前一个由于空气中的离子造成电场屏蔽的问题最近根据提出的方案即利用SNDM(扫描型非线性介电常数显微镜)的读出方式而得到解决，这一新型的存储器正朝着付诸实用的方向取得相当进展(例如，参照非专利文献5)。

专利文献1：日本专利公开2005-252068号公报