KR100616645B1 - 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 - Google Patents
단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100616645B1 KR100616645B1 KR1020040112352A KR20040112352A KR100616645B1 KR 100616645 B1 KR100616645 B1 KR 100616645B1 KR 1020040112352 A KR1020040112352 A KR 1020040112352A KR 20040112352 A KR20040112352 A KR 20040112352A KR 100616645 B1 KR100616645 B1 KR 100616645B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ferrite
- pillar
- magnetic
- magnetic storage
- domain
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 74
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/65—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
- G11B5/653—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing Fe or Ni
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B3/00—Recording by mechanical cutting, deforming or pressing, e.g. of grooves or pits; Reproducing by mechanical sensing; Record carriers therefor
- G11B3/02—Arrangements of heads
- G11B3/10—Arranging, supporting, or driving of heads or of transducers relatively to record carriers
- G11B3/30—Supporting in an inoperative position
- G11B3/32—Construction or arrangement of support pillars
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/49—Fixed mounting or arrangements, e.g. one head per track
- G11B5/4907—Details for scanning
- G11B5/4915—Structure of specially adapted heads
- G11B5/4923—Structure of specially adapted heads in which zones of the transducing part are being physically controllable
- G11B5/493—Control of magnetic properties, e.g. saturation, anisotropy
- G11B5/4938—Control of magnetic properties, e.g. saturation, anisotropy of thin magnetic films
- G11B5/4946—Control of magnetic properties, e.g. saturation, anisotropy of thin magnetic films for formation or displacement of magnetic domains, e.g. walls, bubbles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B2005/0002—Special dispositions or recording techniques
- G11B2005/0026—Pulse recording
- G11B2005/0029—Pulse recording using magnetisation components of the recording layer disposed mainly perpendicularly to the record carrier surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 자기 저장 소자의 제조 방법은, 다수의 균일한 공극을 갖는 양극산화 알루미나층이 형성되어 있는 알루미늄 기판을 준비하는 단계와; 상기 양극산화 알루미나층이 형성된 상기 알루미늄 기판에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금을 실시하여 상기 공극 내에 단일 자구 페라이트 필라를 형성하는 단계를 포함한다.
단일 자구, 페라이트 필라, 자기 저장 소자
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래의 박막 자기 저장 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기 저장 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 자기 저장 소자의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자기 저장 소자의 개략적인 부분 사시도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 자기 저장 소자의 개략적인 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 페라이트 필라 어레이를 형성하기 위해 사용되는 스핀 스프레이 도금 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
101: 알루미늄 기판 102: 다공성 양극산화 알루미나층
103: 공극 104: 페라이트 필라
본 발명은 자기 저장 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 자구 페라이트 필라 어레이(single-domain ferrite pillar array)를 갖는 자기 저장 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재 자기 저장 매체로 상용화되고 있는 박막 자기 저장 소자는, 기판 상에 자성체 박막을 형성하여 제조된 것이다. 이 자성체 박막에 특정 정보를 기록하기 위해, 기록 헤드를 사용하여 자성체 박막의 영역들을 자화시킨다. 또한, 자성 박막에 기록된 정보를 재생하기 위해, 자화된 자성체 박막으로부터 자기 신호를 검출하여 전기 신호를 얻는다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 박막 자기 저장 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이 자성체 박막을 형성할 기판을 준비한다. 다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상에 자성체 재료로 된 자성체 박막(13)을 증착한다. 상기 자성체 박막(13)으로는 통상 크롬, 코발트 또는 니켈 등의 자성체 재료를 사용할 수 있다. 이 때, 스퍼터링법에 의해 기판(11) 상에 자성체 박막(13)을 증착을 증착한다.
상기 스퍼터링법에서는, 자성체 재료로 된 타겟(target)을 향해 플라즈마 상태의 이온 입자들을 입사하여 타겟과 충돌시킨다. 이러한 충돌에 의해 타켓으로부터 자성체 재료의 원자들이 떨어져 나가서 기판(11) 상에 증착하게 된다. 이러한 스퍼터링 방법에는, 증착과 에칭을 동시에 진행할 수 있는 바이어스 스퍼터링(bias sputtering)법과 반응성 가스량을 조절하여 합금화시킬 수 있는 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)법이 있다.
이와 같이 기판(11) 상에 증착된 자성체 박막(13)을 기록 헤드로 자화시키면, 자기적 정보가 자성체 박막(13)에 기록된다. 특히, 기록 밀도를 높이기 위해, 자화방향이 자성체 박막(13)에 수직이 되도록하는 수직 자기 기록 방식이 선호되고 있다. 이러한 박막 자기 저장 소자는 예를 들어, 컴퓨터의 보조 기억 장치로 사용될 수 있다.
도 1c를 참조하면, 2진 비트의 자기적 정보가 기록된 자성체 박막(13)이 도시되어 있다. 도 1c에서, 화살표는 자성체 박막(13)의 각 영역에 있어서의 평균 자화 방향을 나타낸다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 자성체 박막(13)의 각 영역에서는 업(up) 또는 다운(down) 중 어느 하나에 해당하는 평균 자화 방향를 갖는다. 하나의 평균 자화 방향을 갖는 각 영역은, 한 비트(bit)에 해당하는 정보를 저장한다.
그런데, 한 비트의 정보는, 자성체 박막(13) 내의 다수의 자기 그레인들(magnetic grains)에 걸쳐 저장된다. 또한, 하나의 비트의 정보를 저장하는 다수의 자기 그레인들은 그레인 크기, 그레인 간격 및 자화 방향에 있어서 넓은 분포를 나타낸다. 이러한 분포는 한 비트의 전체 자화에 변이(variation)을 발생시키므로, 읽기 동작시 잡음(noise)을 일으키게 된다. 또한, 다른 비트의 정보를 저장하는 인접한 자화 영역들 사이에 상호 작용으로 인해, 혼선(crosstalk)이 발생하기 쉽다. 따라서, 자기 기록 밀도에 제한이 있으며, 읽기 동작시 정보가 정확히 판독되지 않을 수도 있다. 나아가, 기록 헤드의 위치가 조금만 벗어나더라도, 자성체 박막(13)에는 데이터가 부정확하게 기록된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 수직 자기 이방성을 향상시켜 데이터를 쉽게 정확히 기록할 수 있고, 인접한 자구들 간의 상호 작용을 억제하여 기록 밀도를 높일 수 있으며 정확한 판독을 가능하게 하는, 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 저비용으로 높은 양산성을 구현할 수 있고, 기록 밀도을 용이하게 조절할 수 있는, 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자기 저장 소자의 제조 방법은, 다수의 균일한 공극을 갖는 양극산화 알루미나층이 형성되어 있는 알루미늄 기판을 준비하는 단계와; 상기 양극산화 알루미나층이 형성된 상기 알루미늄 기판에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금(spin spray ferrite plating)을 실시하여 상기 공극 내에 단일 자구 페라이트 필라(single-domain ferrite pillar)를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 단일 자구 페라이트 필라를 형성하는 단계는, 상기 알루미늄 기판에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금을 실시하여, 페라이트가 상기 공극을 완전히 매립하고 상기 양극산화 알루미나층의 표면 상에 남아있게 하는 단계와; 상기 양극산화 알루미나층의 표면 상에 남아 있는 상기 페라이트 부분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 페라이트 부분을 제거하는 단계는, 상기 페라이트 부분을 습식식각하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 페라이트 부분의 습식식각은, 탈이온수와 왕수가 1:1의 부피비로 혼합된 식각액을 사용하여 실시될 수 있다. 이 때, 상기 왕수는 염산과 질산이 3:1의 부피비로 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다. 상기 페라이트 부분을 제거하는 다른 방안으로서, 상기 페라이트 부분에 대해 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)를 실시할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 자기 저장 소자의 제조 방법은, 상기 공극 내에 페라이트 필라를 형성하는 단계 후에, 상기 양극산화 알루미나층을 습식식각에 의해 완전히 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 양극산화 알루미나층의 습식식각은 인산 용액을 사용하여 실시할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공극 내에 형성되는 상기 단일 자구 페라이트 필라는 Ni-Zn 페라이트로 이루어진다. 또한, 상기 공극 내에 형성되는 상기 단일 자구 페라이트 필라는 3 이상의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 다수의 균일한 공극을 갖는 다공성의 양극산화 알루미나층(Anodized Aluminium Oxide layer; 이하, AAO층이라 함)을 이용한다. 스핀 스프레이 페라이트 도금법으로 상기 공극 내에 페라이트 물질을 매립하여 균일하게 분포된 다수의 페라이트 필라를 형성한다. 이 페라이트 필라는 좁고 긴 형태의 기둥 모양으로 되어 있어 수직 자기 이방성이 우수하다. 따라서, 상기 페라이트 필라를 수직 방향으로 자화시키기가 용이하다. 특히, 외부 자기장이 없을 경우, 상기 각각의 페라이트 필라는 업(up) 또는 다운(down) 방향 중 어느 한 방향만의 자기 모멘트를 갖는 단일 자구(single-domain)를 이룬다. 따라서, 이 페라이트 필라들의 균일한 배열 구조(즉, 페라이트 필라 어레이)를 자기 저장 소자로 이용하면, 정보를 용이하고 정확하게 기록할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다공성 AAO층의 공극 밀도를 용이하게 조절할 수 있기 때문에, 상기 공극 내에 형성되는 페라이트 필라의 분포 밀도를 용이하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 자기 저장 소자의 기록 밀도를 용이하게 조절할 수 있게 된다. 또한, 나노 크기를 갖는 각각의 페라이트 필라들이 서로 분리되어 있기 때문에, 인접한 페라이트 필라들 간의 자기적인 상호작용을 방지할 수 있으며, 높은 기록 밀도를 갖는 자기 저장 소자를 제조할 수 있다. 각각의 페라이트 필라는 단일 자구를 이루며, 하나의 비트의 정보를 저장할 수 있다. 각 비트는 명확히 한정되어 서로 분리되어 있기 때문에, 정보의 정확한 판독이 가능하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기 저장 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 알루미늄 기판(101)을 양극산화하여 알루미늄 기판(101) 상에 다공성 AAO층(102)을 형성한다. 이 다공성 AAO층(102)에는 다수의 공극(103)이 균일하게 분포되어 있다. 이러한 다공성 AAO층(102)은 본 기술분야에서 이미 알려져 있는 알루미늄의 양극산화(oxide anodization)공정을 통해 얻을 수 있다. 필요에 따라 상기 AAO층(102)을 인산용액으로 에칭 처리하여 공극(103)의 크기와 길이를 증가시킬 수 있다. 이 공극(103)은 예를 들어, 300 내지 500 nm의 직경과 5 내지 10 ㎛의 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, AAO층(102)이 형성되어 있는 알루미늄 기판(101)에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금(spin spray ferrite plating)을 실시하여 공극(103) 내에 Ni-Zn 페라이트(104a)를 매립한다. 스핀 스프레이 페라이트 도금은, 페라이트 원료 용액을 회전하는 기판 상에 분무하여 상기 기판 상에 페라이트를 도금하는 방법이다. 스핀 스프레이 페라이트 도금법에 따르면, 저온에서 페라이트 박막을 용이하게 얻을 수 있다. 도 8에, 이러한 스핀 스프레이 페라이트 도금 장치가 개략적으로 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 회전 테이블(80) 상에는 도금될 기판(101)이 탑재되고, 회전 테이블(80) 내부에는 기판(101)을 가열하기 위한 히터(90)가 장착되어 있다. 회전 테이블(80) 위에는 지지대(70)의 일정 위치에 산화용액(oxidizing solution)의 액적을 분무하는 분무기(61)와 반응용액(reaction solution)의 액적을 분무하는 분무기(62)가 설치되어 있다. 이 때, 상기 산화용액으로는 NaNO2 용액을 사용하고, 상기 반응용액으로는 FeCl2, NiCl2 및 ZnCl2의 혼합용액을 사용한다. 다공성 AAO층(102)이 형성되어 있는 기판(101)을 회전 테이블(80) 상에 탑재한 후, 회전 테이블(80)과 함께 회전하는 기판(101) 상으로 상기 분무기(61, 62)로부터 산화용액 및 반응용액의 액적이 공급되면, 기판(101) 상의 다공성 AAO층(102)에는 Ni-Zn 페라이트가 도금된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 공극을 완전히 매립하여 AAO층(102)의 표면을 덮는 Ni-Zn 페라이트(104a)가 형성된다. 이 때, 모세관 현상에 의해, 공극의 직경이 좁을수록 Ni-Zn 페라이트(104a) 물질이 공극 내에 잘 매립된 다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, AAO층(102)의 표면 상에 남아있는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분을 완전히 제거하고, 공극 내에 기둥 모양의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)를 얻는다. 이 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 충분한 형상 자기 이방성을 갖도록 3 이상의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 Ni-Zn 페라이트 필라(104)들은, 페라이트 필라 어레이를 이루어 자기 저장 소자의 기록 매체로 사용된다.
AAO층(102)의 표면 상에 남아있는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분의 제거 공정은, 습식식각을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 탈이온수와 왕수가 1:1의 부피비로 혼합된 식각액을 사용하여 Ni-Zn 페라이트(104a)를 식각함으로써, AAO층(102)의 표면 상에 남아있는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분을 제거할 수 있다. 이 때 사용되는 왕수는 염산과 질산이 3:1의 부피비로 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
AAO층(102)의 표면 상에 남았는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분을 제거하기 위한 다른 방안으로서, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용할 수도 있다. 즉, 연마용 패드와 슬러리의 화학적 기계적 작용을 이용하여 Ni-Zn 페라이트를 연마함으로써 AAO층(102) 표면에 남아있는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분을 제거할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 좁고 긴 기둥 모양을 갖고 있다. 이러한 형상으로 인해, 강자성체로 이루어진 Ni-Zn 페라이트 필라(104) 는 형상 자기 이방성을 갖는다. 특히, Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 수직으로 길게 연장된 형상으로 인해 수직 자기 이방성이 우수하다. 따라서, 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 업 또는 다운 방향의 자기 모멘트를 갖기가 용이하다. 실제로, 외부 자기장이 없을 경우는, Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 업 또는 다운 방향 중 어느 한 방향으로만 자화될 수 있다. 따라서, 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 업 또는 다운 방향 중 어느 한 방향만의 자기 모멘트(자기 스핀)을 갖고 있기 때문에, 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 단일 자구(single domain)을 이룬다.
도 6은, 이와 같이 단일 자구를 갖는 Ni-Zn 페라이트 필라(104)의 배열체, 즉 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 나타내고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 업 또는 다운 방향 중 어느 한 방향만의 자기 스핀(화살표)을 나타내며 단일 자구를 형성하고 있다. 따라서, 이러한 Ni-Zn 페라이트 필라 어레이를 2진 비트의 자기 저장 소자로 이용하면, 정보의 기록이 매우 용이해지고 정확해진다. 즉, 기록 동작은 단순히 단일 자구를 이루는 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)의 자화 방향만 플립핑(flip)하면 된다. 이 때, 각각의 자화된 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 한 비트의 정보를 저장한다. 또한, 기록 헤드가 의도된 위치에서 약간 벗어나더라도, 원하는 비트의 자화방향만을 상기 기록 헤드가 플리핑하는 한, 정보의 기록은 정확하다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)는 비자성 체인 AAO층(102)에 의해 명확히 분리되어 있다. 따라서, 인접한 Ni-Zn 페라이트 필라(104)들 간의 자기적 상호 작용이 적어 혼선(crosstalk)이 매우 저감되고, Ni-Zn 페라이트 필라(104)에 저장된 정보를 정확히 판독할 수 있다. 또한, Ni-Zn 페라이트 필라(104)의 분포 밀도를 제어함으로써 높은 기록밀도의 자기 저장 장치를 구현할 수 있다. 나아가, 액상의 도금 공정을 이용함으로써, 저비용으로 높은 생산성을 얻을 수 있고 높은 균일도의 Ni-Zn 페라이트 필라 어레이를 대면적으로 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 자기 저장 소자의 부분 단면도이다. 이 실시 형태의 제조 방법에서도, 전술한 바와 마찬가지로 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 공정을 수행한다. 다만, 이 실시 형태에서는 AAO층(102) 표면 상에 남아있는 Ni-Zn 페라이트(104a) 부분을 제거한 후, Ni-Zn 페라이트 필라(104)들 사이에 형성되어 있는 AAO층(102)을 완전히 제거하여, 도 5에 도시된 바와 같이 Ni-Zn 페라이트 필라(104)들을 완전히 노출시킨다. 예를 들어, 도 4에 도시된 결과물을 얻은 후, 0.5M의 인산용액을 사용하여 AAO층(102)을 식각함으로써 Ni-Zn 페라이트 필라(104)를 완전히 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 빈 공간에 의해 명확히 분리된 다수의 Ni-Zn 페라이트 필라(104)를 갖는 페라이트 필라 어레이를 얻게 된다.
도 7은, 도 5의 니켈 필라 어레이를 부분 사시도로 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 알루미늄 기판(101) 상에 형성된 각각의 Ni-Zn 페라이트 필라 (104)는 단일 자구를 이루며, 업 또는 다운 방향중 어느 한 방향만의 자기 스핀(화살표)을 갖는다. 이러한 수직 자기 이방성 때문에, Ni-Zn 페라이트 필라 어레이는 우수한 기록 특성과 판독 특성을 구현할 수 있다. 이 실시 형태에서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 정확하고 용이한 기록, 정확한 판독, 높은 기록 밀도, 향상된 양산성 및 대면적의 장점을 얻을 수 있다.
이상 설명한 실시형태들에서는, 스핀 스프레이 페라이트 도금으로 Ni-Zn 페라이트 필라를 형성하여 단일 자구를 얻었으나, 다른 페라이트 물질을 사용하여 단일 자구를 얻을 수도 있다. 예를 들어, 니켈과 코발트를 포함하는 페라이트 물질을 사용하여 페라이트 필라 어레이를 얻을 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스핀 스프레이 페라이트 도금법을 이용하여 다공성 AAO층의 공극에 페라이트 필라를 형성함으로써 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자를 제조할 수 있다. 이에 따라, 자기 저장 소자의 수직 자기 이방성을 향상시켜, 정보를 용이하고 정확하게 기록할 수 있게 된다. 또한, 각각의 페라이트 필라가 AAO층 또는 빈 공간에 의해 명확히 분리되므로, 인접한 페라이트 필라들 간의 상호 작용을 저감시켜 각각의 페라이트 필라가 저장하는 각 비트의 정보를 정확하게 판독할 수 있게 된다. 나아가, 다공성 AAO층의 공극 밀도를 조절함으로써, 기록 밀도를 용이하게 조절할 수 있고 높은 기록 밀도의 자기 저장 소자를 구현할 수 있다.
본 발명은 액상에서의 스핀 스프레이 페라이트 도금 공정을 이용하므로 저비용으로 높은 양산성을 구현할 수 있고, 대면적의 자기 저장 소자를 얻을 수 있다. 또한, 나노 크기의 다공성 AAO층 공극을 이용하여 페라이트 필라를 형성하므로, 나노 크기의 페라이트 필라 어레이를 구현하기 용이하며, 상기 공극이 균일하게 분포되어 있어 균일한 페라이트 필라 어레이를 얻을 수 있다.
Claims (9)
- 다수의 균일한 공극을 갖는 양극산화 알루미나층이 형성되어 있는 알루미늄 기판을 준비하는 단계; 및상기 양극산화 알루미나층이 형성된 상기 알루미늄 기판에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금을 실시하여 상기 공극 내에 기록 매체로 사용되는 단일 자구 페라이트 필라를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단일 자구 페라이트 필라를 형성하는 단계는,상기 알루미늄 기판에 대해 스핀 스프레이 페라이트 도금을 실시하여, 페라이트가 상기 공극을 완전히 매립하고 상기 양극산화 알루미나층의 표면 상에 남아있게 하는 단계; 및상기 양극산화 알루미나층의 표면 상에 남아있는 상기 페라이트 부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제2항에 있어서,상기 페라이트 부분을 제거하는 단계는,상기 페라이트 부분을 습식식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제3항에 있어서,상기 페라이트 부분의 습식식각은, 탈이온수와 왕수가 1:1의 부피비로 혼합된 식각액을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제4항에 있어서,상기 식각액에 포함된 상기 왕수는, 염산과 질산이 3:1의 부피비로 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제2항에 있어서,상기 페라이트 부분을 제거하는 단계는,상기 페라이트 부분에 대해 화학적 기계적 연마를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 공극 내에 단일 자구 페라이트 필라를 형성하는 단계 후에, 상기 양극산화 알루미나층을 습식식각에 의해 완전히 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 공극 내에 형성되는 상기 페라이트 필라는 Ni-Zn 페라이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 페라이트 필라는 3 이상의 종횡비를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 저장 소자의 제조 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040112352A KR100616645B1 (ko) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040112352A KR100616645B1 (ko) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060073220A KR20060073220A (ko) | 2006-06-28 |
KR100616645B1 true KR100616645B1 (ko) | 2006-08-28 |
Family
ID=37166333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040112352A KR100616645B1 (ko) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100616645B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102225752B1 (ko) * | 2018-09-13 | 2021-03-10 | 한국전자기술연구원 | 기능성 페라이트 박막 및 그 제조방법 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6455731A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 | Toda Kogyo Corp | Magnetic recording medium |
JPH01165025A (ja) * | 1987-09-28 | 1989-06-29 | Noboru Tsuya | 磁気ディスク基板とその製造方法 |
JPH11224422A (ja) | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
JP2000298822A (ja) | 1999-02-10 | 2000-10-24 | Tdk Corp | 磁気記録媒体 |
JP2004272997A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Fujitsu Ltd | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
-
2004
- 2004-12-24 KR KR1020040112352A patent/KR100616645B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6455731A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 | Toda Kogyo Corp | Magnetic recording medium |
JPH01165025A (ja) * | 1987-09-28 | 1989-06-29 | Noboru Tsuya | 磁気ディスク基板とその製造方法 |
JPH11224422A (ja) | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
JP2000298822A (ja) | 1999-02-10 | 2000-10-24 | Tdk Corp | 磁気記録媒体 |
JP2004272997A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Fujitsu Ltd | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
01055731 |
01165025 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060073220A (ko) | 2006-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7629021B2 (en) | Method for producing a stamper | |
US7067207B2 (en) | Magnetic recording medium having a patterned soft magnetic layer | |
KR100831045B1 (ko) | 고밀도 패턴 미디어용 나노 템플릿의 형성 방법 및 이를이용한 고밀도 자기 저장매체 | |
KR100647152B1 (ko) | 나노 홀 구조체 및 그 제조 방법, 자기 기록 매체 및 그 제조 방법 및 자기 기록 장치 및 자기 기록 방법 | |
JP2004178794A (ja) | 垂直磁気離散トラック記録ディスク | |
CN101441873B (zh) | 磁记录介质及其制造方法 | |
US20080050616A1 (en) | Method of manufacturing magnetic layer, patterned magnetic recording media including magnetic layer formed using the method, and method of manufacturing the same | |
JP4032050B2 (ja) | 磁気記録媒体およびその製造方法 | |
JP4946500B2 (ja) | ナノホール構造体及びその製造方法、並びに、磁気記録媒体及びその製造方法 | |
JP5670060B2 (ja) | パターン・メディア用テンプレートおよびその製造方法 | |
US6930057B2 (en) | Columnar structured material and manufacturing method therefor | |
US8790526B2 (en) | Method of manufacturing magnetic dots | |
KR100616645B1 (ko) | 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 | |
KR100631896B1 (ko) | 단일 자구 자성체 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법 | |
US20030170416A1 (en) | Cylindrical magnetic recording medium and method for manufacturing the same | |
JP4425286B2 (ja) | 磁気記録媒体及びその記録再生装置 | |
JP4027151B2 (ja) | 磁気記録媒体の製造方法 | |
KR100651374B1 (ko) | 나노 자기저장소자의 제조방법 | |
JP2006155863A (ja) | 垂直磁気記録媒体およびその製造方法並びに磁気記録再生装置 | |
CN1307617C (zh) | 磁存储介质及其制备方法 | |
US20030186084A1 (en) | Structure having pores, magnetic recording medium, and method of manufacturing same | |
KR100616675B1 (ko) | 수직 자기 기록용 자기 저장 소자의 제조 방법 | |
KR101410958B1 (ko) | 패턴 자기기록매체 및 이의 제조방법 | |
US20090011280A1 (en) | Magnetic head manufacturing method, magnetic head, and magnetic storage device | |
JP2003217112A (ja) | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090616 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |