KR100612837B1 - 자기기록매체 - Google Patents
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Abstract
자기기록매체가 개시된다.
본 발명에 따른 자기기록매체는 자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서, 상기 자기기록층은 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있으며, 상기 공극 내부에는 Co, Fe, Ni,Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm 및 Pr 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소를 함유하는 합금 또는 단원소 성분이 담지되어 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 자기기록매체는 열적안정성 및 S/N특성이 우수하다.
결정분리막, 자기기록매체
Description
도 1은 기존의 자기 기록층으로 사용되는 CoCr합금계의 증착면에 대한 SEM사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기기록매체에 사용되는 결정분리막의 SEM사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기기록매체의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 5에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 6에 따른 자기기록매체의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20, 30, 40 : 기판 11, 21, 31, 41 : 중간층
12, 22, 32 : 하지층 13, 23, 33, 43 : 자기기록층
24, 34, 44 : 보호층 25, 35, 45 : 윤활층
26, 46 : 연자성층 33 : 상부기록층
37: 하부자성층 38 : 결정배향층
48 : 결정분리막
본 발명은 고밀도의 정보 기록이 가능한 자기기록매체에 관한 것으로서, 높은 열적 안정성 및 우수한 SNR특성을 갖는 자기기록매체에 관한 것이다.
자기 기록매체는 수평자기기록 방식(LMR, Longitudinal Magnetic Recording)과 수직 자기 기록 방식(PMR, Perpendicular Magnetic Recording)으로 나누어진다. 수평 기록 방식은 자기 기록 매체면에 평행으로 기록 비트를 형성함으로써 자기 기록을 실행하는 방식이며, 수직 자기 기록 방식은 수직 자기 이방성을 가지는 자기 기록 매체에 막면에 대하여 수직으로 기록 비트를 형성하여 자기 기록을 실행하는 방법이다. 수직 자기 기록 방식은 기존의 수평 자기 기록 방식에 비하여, 높은 정자기 에너지 및 낮은 반자계 에너지를 지니고 있기 때문에 기록 밀도의 고밀도화에 유리하다고 알려져 있다.
상기 수평 자기 기록 방식 및 수직 자기 기록 방식의 어느 기록 방식에 있어서도, 자기 기록 매체의 고밀도화를 실현하기 위해서는, 자기 기록 매체의 자기 기록층을 구성하는 자성체의 보자력을 증대시켜 열적안정성을 확보하는 것이 필요하다. 이러한 자성체의 보자력을 결정하는 요인의 하나로서 자기 이방성 에너지를 들 수 있는데, 이것은 자성 결정립 중의 자기 모멘트가 어느 특정의 결정 방향으로 향하기 쉬운 것을 나타내는 에너지이며, 이 값이 클수록, 그 방향으로 향하기 쉬운 것을 나타내고 있다. 예를 들면, Co 결정립의 경우, 6방 조밀 결정 격자의 c축 방 향이 자기 모멘트가 향하기 쉬운 방향이며(자화 용이축), 이 자기 이방성 에너지 Ku는 약 4.6×106erg/㎤이다. 결정립의 체적이 V일 때, 결정립 중의 자기 모멘트가 자화 용이축 방향으로 향하게 하는 에너지는 KuV로 주어진다. 한편, 자화 모멘트는 열진동 때문에 흔들리고 있으며, 이 때의 열진동 에너지는 볼츠만 상수(Boltzmann's constant) KB와 절대 온도 T와의 곱인 KBT로 나타낼 수 있다. 여기에서 KBT와 KuV를 비교하면, KBT≪KuV의 경우에는 자기 이방성 에너지가 충분히 크기 때문에, 자기 모멘트는 대략 결정립의 c축 방향으로 향하게 되지만 KBT≫KuV의 경우에는, 자기 이방성 에너지와 비교하여 열진동 에너지 쪽이 크기 때문에, 자기 모멘트는 열진동을 계속하게 되는데 이를 초상자성 현상이라 한다. 일반적으로 (KuV)/(KBT)의 값이 50∼100이면, 매체의 열 안정성을 확보할 수 있으며 그 이하에서는 기록된 정보 자구가 유실될 염려가 있다.
한편, 자기 기록에 있어서 고밀도 기록을 실현하기 위해서는 노이즈를 저감하는 것이 필요한데, 자기 기록 매체를 구성하는 자성 결정립의 입경을 미세하게 하고 분포를 균일하게 하는 것에 의해 노이즈를 감소시킬 수 있다. 일반적으로 200Gb/in2 이상의 고밀도 기록을 위해서는 10nm 이하의 미소 결정립 크기가 요구된다. 그러나 이처럼 결정립의 입경을 감소시키면 결정립의 부피 역시 작아지기 때문에 전체적으로 KuV값이 작아지게 되어 열적 안정성을 확보하기 어렵게 되며, 결정립 크기의 편차값이 커지기 때문에 신호대 잡음비(SNR)를 떨어뜨린다는 문제점이 있다.
현재 자기기록 매체의 기록층 물질로서 CoCr합금계의 강자성재료를 일반적으로 사용하고 있는데, 도 1에는 기존의 자기 기록층으로 사용되는 CoCr합금계의 증착면에 대한 SEM사진을 나타내었다. 도 1에서 알 수 있듯이 검은 부분은 실제 기록이 이루어지는 자성체 결정립이며, 상기 결정립과 결정립 사이에 존재하는 흰부분은 조성 편석상으로서, Cr의 함량이 많은 Cr-Rich상이며, 결정립과 결정립을 자기적으로 분리해 주는 역할을 한다.
우선, 도 1에서 알 수 있듯이 기존의 방식에 따라 자기 기록층을 형성하는 경우에는 결정립의 크기 및 분포가 그다지 균일하지 않으며, 그 계면이 불균일하기 때문에 미디어 노이즈의 주요 원인이 된다. 또한, 상기 CoCr 합금계 재료를 사용하는 경우에, 노이즈를 감소시키기 위해 결정립의 크기를 미세화하여 5nm 이하로 하였을 때에는 실온에 방치하는 경우에도 자화가 불안정하여 정보가 유실될 가능성이 있다.
결론적으로, 결정립의 크기를 미세화하여 노이즈를 감소시키기 위해서는 열적안정성을 확보하는 것이 가장 큰 문제인데, 이는 자기 이방성 에너지가 매우 높은 자성 재료를 도입하는 것에 의해 해결할 수 있다. 이처럼 고자기 이방성 에너지를 가지는 자성 재료로서, FePt, CoPd, CoPt, NdFeB, Co/Pd 다층막, Co/Pt 다층막, Fe/Pt 다층막, Fe/Pd 다층막 등의 합금이 알려져 있는데, 이러한 재료는 물리적인 증착방법만을 가지고는 물리적/자기적으로 완전히 분리된 결정구조를 형성시킬 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 매체 노이즈의 주된 원인은 비트 경계부인 천이 영역 부분에 발생한 지그재그 자벽에서 유래하는데, 이러한 지그재그 자벽은 자성 결정립간의 자기교환결합(자기적 상호작용)이 클수록 크게 흔들리게 된다. 따라서, 매체 노이즈를 저감하기 위해서는, 결정립 간에 작용하는 자기적 상호 작용을 절단하여, 자성 결정립을 자기적으로 각각 고립시킬 필요가 있다. 이미 설명한 바와 같이 종래의 CoCr합금에서는 조성 편석상으로서 Cr의 함량이 많은 Cr-Rich상이 존재하기 때문에 결정립과 결정립을 자기적으로 분리해 주는 역할을 하지만, 상기 FePt 등의 고자기 이방성 에너지를 갖는 재료는 이러한 조성 편석상이 존재하지 않기 때문에 결정립 간의 상호작용을 차단할 수가 없고, 일부 고자기 이방성 에너지를 갖는 CoCr합금도 완전한 편석이 이루어지지 않아서 결정립간의 상호작용을 완전히 차단할 수 없기 때문에, 이에 의해 노이즈가 증가한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여, 기록층의 결정립의 분포 및 그 계면이 균일한 한편, 결정립의 크기가 미세하고 균일함에도 열적안정성이 뛰어나며 결정립이 자기적으로 분리되어 있기 때문에 높은 열적 안정성과 고밀도 기록특성, 우수한 SNR특성 등을 갖는 자기기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서,
상기 자기기록층은 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 공극의 크기의 표준편차는 자기기록 물질의 결정립 크기의 30% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 공극 내부에는 Co, Fe, Ni,Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm 및 Pr 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소를 함유하는 합금 또는 단원소 성분이 담지되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공극 내부에는 Co 및 Fe 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소와, Pt 및 Pd 중 적어도 하나 이상의 귀금속 원소를 함유하는 합금이 담지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 미세공극은 직경이 2∼100nm인 것일 수 있다.
또한, 상기 미세공극은 직경이 3∼5nm인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 미세공극의 애스펙트 비율(aspect ratio)은 0.01∼1000일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다공성 결정분리막은 산화알루미늄으로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 합금의 자기 이방성에너지는 5.0 x 105erg/cm3 이상일 수 있다.
또한, 상기 합금의 자기 이방성에너지는 2.0 x 107erg/cm3 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 합금은 FePt, CoPd, CoPt 또는 NdFeB인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기기록매체는, 상기 자기기록층과 기판 사이에 하지층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 자기기록층은 수직자기기록층일 수 있다.
또한, 상기 자기기록층은 수평자기기록층일 수 있다.
본 발명에 따른 자기기록매체는, 상기 자기기록층과 기판 사이에 연자성층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 자기기록매체는, 상기 하지층 또는 연자성층이 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 하지층을 구성하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 Ti, Pt, Au, Pd, Ta, Cu, Ru, Ag, Au, B, Nd, nb, Cr, Co, Ni, Fe, Al, Si, Zr, Mo, Pr, C 또는 이들의 합금이 담지되어 있는 것일 수 있다.
또한, 상기 연자성층을 구성하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 FeSiAl, NiFe합금 또는 CoZr합금이 담지되어 있는 것일 수 있다.
또한, 상기 연자성층을 구비하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 교환자기이방성 효과 또는 반강자성 결합구조를 가진 물질이 담지되어 있는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 자기기록매체의 자기기록층은 미세하고 균일한 결정립을 형성시킬 수 있도록, 미리 미세공극을 갖는 템플레이트 형태의 결정분리막으로 되어 있으며, 상기 공극 내에 기록물질을 채워넣음으로써 결정립과 결정립간의 물리적, 자기적 상호작용을 차단하고 비트 경계부의 계면을 미리 균일하게 하여 노이즈를 감소시키는 것을 그 특징으로 한다.
한편, 상기 공극의 크기의 표준편차는 자기기록 물질의 결정립 크기의 30% 이하인 것이 바람직한데, 이는 결정립의 크기를 균일하게 함으로써, 노이즈를 감소시키기 위함이다.
또한, 이미 언급한 바와 같이, FePt 등의 고자기 이방성 에너지를 갖는 재료를 사용하는 경우에는 조성 편석상이 존재하지 않기 때문에 결정립 간의 상호작용을 차단할 수가 없다는 문제점을 해결하기 위하여 상기 다공성 결정분리막을 사용하여 결정립과 결정립간의 물리적 자기적 상호작용을 차단하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 기록물질은 통상의 기록물질이라면 특별히 제한되지는 않으며, 예컨대, Co, Fe, Ni,Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm 및 Pr 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소를 함유하는 합금 또는 단원소 성분이 담지 되어 있는 것일 수 있으며, Co 및 Fe 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소와, Pt 및 Pd 중 적어도 하나 이상의 귀금속 원소를 함유하는 합금인 것이 바람직하다.
상기 다공성 결정분리막의 미세공극은 직경이 2∼100nm인 것이 바람직한데, 2nm미만인 때에는 열적안정성을 확보하기 어렵고, 100nm를 초과하는 때에는 고밀도 기록을 달성하기 어렵기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 자기 이방성 에너지가 매우 큰 합금을 기록물질로 사용하는 때에는 상기 미세공극의 직경은 3∼5nm인 것이 더 바람직한데, 상기 범위에서 열적안정성과 400Gb/in2 이상의 초고밀도 기록특성을 얻어낼 수 있기 때문이다.
또한, 상기 미세공극의 애스펙트 비율(aspect ratio)은 0.01∼1000인 것이 바람직한데, 본 명세서에서 애스펙트 비율이라는 것은 공극의 직경 대비 깊이의 비율을 의미하며, 애스펙트 비율이 10이라함은 직경이 2nm이고 깊이가 20nm라는 것을 의미한다. 상기 애스펙트 비율이 0.01 미만인때에는 공극의 깊이가 너무 얕기 때문에 기록물질이 충분히 담지되기 어렵고 1000을 초과하는 때에는 기록물질을 균일하게 담지하기 곤란하기 때문에 바람직하지 않다.
도 2는 본 발명에 따른 자기기록매체에 사용되는 결정분리막의 SEM사진이다. 상기 다공성 결정분리막의 재질은 그 미세공극 간이 자기적으로 차단되어 있는 재질이라면 특별히 제한되지는 않으며 예컨대, 산화알루미늄으로 이루어진 것일 수 있다. 산화알루미늄 재질을 이용하여 다공성 결정분리막을 제조하는 방법은 일반적인 공지의 방법인 양극산화법을 이용할 수 있다. 이는 Al을 양극으로 하여 전기를 통하도록 함으로써 양극에서 산소가 발생하게 되고, 이에 의해 Al 표면이 산화되면서, 다공질의 Al2O3 층을 형성하게 하는 방법이다.
상기 기록물질의 자기 이방성 에너지 Ku는 5 x 105erg/cm3 이상이면 충분하지만, 결정립의 크기가 작아질 수록 열적안정성을 확보하기 위해 자기 이방성 에너지가 높은 기록물질을 사용하는 것이 바람직하며, 결정립의 크기가 5nm이하인 때에는 2.0 x 107erg/cm3 이상인 것이 바람직하다. 이처럼 자기 이방성 에너지가 매우 큰 합금의 예로써는 FePt, CoPd, CoPt 또는 NdFeB 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 자기기록매체는 상기 자기기록층과 기판 사이에 하지층을 더 포함하는 것일 수 있는데, 상기 하지층은 자기기록층의 결정 배향성을 높이는 역할을 하며, Ti, Pt, Au, Pd, Ta, Cu, Ru, Ag, Au, B, Nd, nb, Cr, Co, Ni, Fe, Al, Si, Zr, Mo, Pr, C 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 자기기록매체의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 상기 매체는 유리 또는 알루미늄계 합금 기판 (10) 위에 자기 기록층의 결정 배향성을 향상시키기 위한 하지층(under layer, 12), 하지층과 기록층의 결정구조 차이를 감소시켜 기록층의 결정성을 향상시키기 위한 중간층(intermediate layer, 11) 및 결정분리막으로 이루어진 수직 자기 기록층 (perpendicular magnetic recording layer, 13)이 순차적으로 적층되어 있다. 상기 매체 구조내의 수직 자기 기록층(13)은 하지층(12)에 의하여 자화 용이축 (magnetic easy axis)이 막면에 대하여 수직 방향으로 배열되어 수직 자기 이방성 에너지를 지니게 되며, 그 결과 싱글 폴 헤드의 수직 자계 성분에 의하여 수직 방향으로 정보 기록이 가능하다.
기판(10)의 종류는 일반적으로, 유리 기판, NiP 비정질막이 도포된 Al-Mg계 기판, 열산화시킨 Si 기판 등이 사용되는데, 하지층(12)은 이러한 기판 위에 Ti 등을 스퍼터링 방법이나 다른 물리적 증착 방법으로 증착한다. 하지층(12)의 두께는 1 내지 200 nm 범위이며, 그 위에 자기 기록층(13)을 성막한다. 상기 자기기록층의 성막 방법은 우선 알루미늄을 스퍼터링 방법에 의해 성막한 다음, 양극 산화법을 이용하여 미세공극을 형성시키고, 그 다음으로 기록물질을 상기 공극 내에 담지시키면 된다. 이러한 담지방법으로는 도금법, CVD법, PVD법, 스퍼터링법, 졸-겔법 등을 사용할 수 있으며, 공극의 깊이가 깊은 경우에는 도금법을 사용하는 것이 바람직하지만, 공극의 깊이가 깊지 않은 때에는 스퍼터링법에 의하는 것이 제조공정을 간단하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 자기기록매체는 수직 자기기록매체는 물론 수평 자기기록매체일 수도 있으며, 도 4는 본 발명에 따른 수직 자기기록매체의 개략적인 단면도를 나타낸다. 상기 매체는 유리 또는 알루미늄계 합금 기판 (20) 위에 기록 및 재생막의 수직 배향성을 증가시키는 하지층 (under layer, 22), 결정분리막으로 이루어진 수직 자기 기록층 (perpendicular magnetic recording layer, 23), 상기 수직 자기 기록층을 산화 및 외부적 충격으로부터 보호하는 보호층 (protective layer, 24) 및 정보기록/재생을 위한 헤드 슬라이더의 충돌을 억제하고 원활한 미끄럼을 유도하는 윤활층 (lubricant layer, 25)이 순차적으로 적층되어 있다.
본 발명에 따른 자기기록매체는 상기 기록층과 기판 사이에 연자성층을 더 포함하는 것일 수 있는데, 상기 연자성층은 수직자기기록매체에서 자기장의 리턴 패스(return path)로 작용하여 수직자기필드의 자로(magnetic path)를 형성하는 역할을 한다. 상기 연자성층으로 사용할 수 있는 물질로는 예컨대, FeSiAl, NiFe합금 또는 CoZr 합금을 들 수 있다. 도 5에는 연자성층(26)과 중간층(21)을 포함하는 수직자기기록매체의 개략적인 단면도를 나타내었다.
도 6은 본 발명에 따른 수평 자기기록매체의 개략적인 단면도로서, 중간층(31), 하지층(32) 및 결정배향층(38)을 모두 포함하고 있다. 기록층은 상부기록층(33)과 하부자성층(37)로 나뉘어져 있으며, 그 중간에 Ru층이 있다. 이러한 Ru층은 하부자성층(37)의 두께를 얇게 함으로써, 반자장의 영향을 감소시키기 위해 적층시킨 것이다. 본 발명에 따른 자기기록매체는 상기 상부기록층(33)과 하부자성층(37) 모두를 결정분리막으로 이루어지도록 할 수 있으며, 그 어느 하나만을 결정분리막으로 이루어지도록 할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 자기기록매체는 기판을 제외한 나머지 층들 예컨대, 연자성층, 중간층 및 하지층 등을 모두 일체형의 결정분리막으로 이루어지게 한 다음, 각각의 층을 구성하는 물질을 순차적으로 담지시켜 제조할 수도 있다. 이처럼 기판을 제외한 기록매체의 전부를 결정분리막을 채용한 실시예를 도 7에 나타내었으며, 기판(40) 상에 결정분리막(48)을 일체로서 형성시키고 순차적으로 연자성층(46) 물질, 중간층(41) 물질 및 기록층(43) 물질을 담지시켜 제조한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
0.635 mm 두께의 유리기판 위에 Ti 하지층을 50 nm 두께로 적층한 후, 그 위에 Al을 10nm 두께로 스퍼터링한 다음, 양극산화법을 이용하여 직경 5nm(표준편차 20%)의 미세공극을 형성하여 애스펙트 비율을 2로 하였다. 다음으로, 스퍼터링법을 이용하여 기록물질인 FePt를 상기 공극내에 담지시킨 후, 그 위에 보호층으로서 탄소계막을 10nm, 그리고 윤활층으로서 Z-DOL(0.04%)(Ausimont사 제품) 윤활제를 2nm 두께로 적층하여 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 2
Al을 5nm두께로 성막하여 애스펙트 비율을 1로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 3
하지층과 기판 사이에 150nm의 NiFe 연자성층을 더 적층시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 4
0.635 mm 두께의 유리기판 위에 Ti 하지층을 50 nm 두께로 적층한 후, 그 위에 중간층으로서 Pt층을 20nm 두께로 증착하였으며, 그 다음으로 Al을 20nm 두께로 스퍼터링하고, 양극산화법을 이용하여 직경 2nm의 미세공극을 형성하여 애스펙트 비율을 10으로 하였다. 다음으로, 전기도금법을 이용하여 기록물질인 FePt를 상기 공극내에 담지시킨 후, 그 위에 보호층으로서 탄소계막을 10nm, 그리고 윤활층으로 서 Z-DOL(0.04%)(Ausimont사 제품) 윤활제를 2nm 두께로 적층하여 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 5
0.635 mm 두께의 유리기판 위에 Ta 결정배향층 5nm를 적층한 후, Ti 하지층을 50 nm 두께로 적층하였다. 다음으로 Pt 중간층 5nm를 적층하고 하부자성층으로서 20nm의 CoCrPt층과 5nm의 루테늄층을 순차적으로 적층하였다. 그 위에, Al을 20nm 두께로 스퍼터링한 다음, 양극산화법을 이용하여 직경 5nm의 미세공극을 형성하여 애스펙트 비율을 4로 하였다. 다음으로, 전기도금법을 이용하여 기록물질인 CoCrPt를 상기 공극내에 담지시킨 후, 그 위에 보호층으로서 탄소계막을 10nm, 그리고 윤활층으로서 Z-DOL(0.04%)(Ausimont사 제품) 윤활제를 2nm 두께로 적층하여 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 6
미세공극의 직경을 20nm로 하여 애스펙트 비율을 1로 하고, 기록물질로 CoCr계 합금을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 자기기록매체를 제조하였다.
실시예 7
0.635 mm 두께의 유리기판 위에 Al을 180nm 두께로 스퍼터링한 다음, 양극산화법을 이용하여 직경 5nm의 미세공극을 형성하여 애스펙트 비율을 30으로 하였다. 다음으로, 전기도금법을 이용하여 NiFe 연자성층 물질을 150nm두께로 상기 공극에 담지시킨 다음, 중간층으로써 20nm의 Ru층, 기록물질인 CoPt 10nm를 차례로 담지시 켜 적층하였다. 마지막으로, 상기 표면의 평탄화 작업을 한 후에 보호층으로서 탄소계막을 10nm, 그리고 윤활층으로서 Z-DOL(0.04%)(Ausimont사 제품) 윤활제를 2nm 두께로 적층하여 자기기록매체를 제조하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 자기기록매체는 기록물질의 결정립이 미세하고 매우 균일하기 때문에 비트의 경계면을 매우 균일하게 조절할 수어서, 노이즈를 감소시킬 수 있으며, 결정립의 크기를 5nm 이하로 조절하는 것도 가능하기 때문에 이를 통해 400Gb/in2 이상의 고밀도 기록이 가능하다. 또한, 열적안정성을 확보하기 위하여 기록물질로서 자기 이방성에너지가 매우 큰 물질을 사용하는 경우에도 상기 기록물질의 결정립간을 물리적, 자기적으로 차단할 수 있기 때문에 노이즈를 감소시킬 수 있다.
Claims (21)
- 자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서,상기 자기기록층은 미세공극을 포함하는 비자성층을 포함하고 상기 미세 공극에 자성체가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 미세 공극의 크기의 표준편차는 30% 이하인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 미세 공극에 채워지는 상기 자성체는 Co, Fe, Ni,Cr, Pt, Pd, Ti, Ta, Ru, Si, Al, Nb, B, Nd, Sm 및 Pr 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소를 함유하는 합금 또는 단원소 성분인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 미세 공극에 채워지는 상기 자성체는 Co 및 Fe 중 적어도 하나 이상의 천이금속원소와, Pt 및 Pd 중 적어도 하나 이상의 귀금속 원소를 함유하는 합금인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 미세공극은 직경이 2∼100nm인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 미세공극은 직경이 3∼5nm인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 미세공극의 애스펙트 비율(aspect ratio)은 0.01∼1000인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항에 있어서, 상기 자기기록층은 미세 공극을 포함하는 비자성층이 산화알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 5항에 있어서, 상기 미세공극에 채워진 자성체의 자기 이방성에너지는 5.0 x 105erg/cm3 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 6항에 있어서, 상기 미세공극에 채워진 자성체의 자기 이방성에너지는 2.0 x 107erg/cm3 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 미세 공극에 채워진 자성체는 FePt, CoPd, CoPt 또는 NdFeB인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 7항에 있어서, 상기 미세공극에 채워진 자성체는 FePt, CoPd, CoPt 또는 NdFeB인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 12항에 있어서, 자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서, 상기 자기기록층과 기판 사이에 하지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 13항에 있어서, 상기 자기기록층은 수직자기기록층인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 13항에 있어서, 상기 자기기록층은 수평자기기록층인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 12항에 있어서, 자기기록층과 상기 자기기록층을 지지하는 기판을 구비하는 자기기록매체에 있어서, 상기 자기기록층과 기판 사이에 연자성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 16항에 있어서, 상기 연자성층이 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 13항에 있어서, 상기 하지층이 미세공극에 의해 결정을 자기적 또는 물리적으로 분리할 수 있는 다공성 결정분리막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 18항에 있어서, 상기 하지층을 구성하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 Ti, Pt, Au, Pd, Ta, Cu, Ru, Ag, Au, B, Nd, nb, Cr, Co, Ni, Fe, Al, Si, Zr, Mo, Pr, C 또는 이들의 합금이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 17항에 있어서, 상기 연자성층을 구성하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 FeSiAl, NiFe합금 또는 CoZr합금이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
- 제 17항에 있어서, 상기 연자성층을 구비하는 다공성 결정분리막의 미세공극에는 교환자기이방성 효과 또는 반강자성 결합구조를 가진 물질이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
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