KR100682950B1

KR100682950B1 - 강유전체 기록매체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100682950B1
Application number: KR1020050069115A
Authority: KR
Inventors: 사이먼 뷸만; 홍승범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US7897415B2; US20080102290A1; KR20070014464A; JP2007036262A; US20100089867A1; US7660146B2

Abstract

강유전체 기록매체 및 그 제조 방법에 관해 개시되어 있다. 여기서, 본 발명은 기판 상에 형성되어 있고, 적어도 2개의 측면을 갖는 지지층 및 상기 지지층의 측면에 구비된 데이터 기록층을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체와 그 제조 방법을 제공한다. 상기 지지층의 서로 마주하고 이격된 두 측면에 각각 제1 및 제2 데이터 기록층이 구비되어 있다. 그리고 상기 지지층은 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥일 수 있다. 또한, 상기 지지층은 복수개 형성되어 있고, 사방으로 동일한 간격을 가질 수 있다.

Description

강유전체 기록매체 및 그 제조 방법{Ferroelectric recording material and method of manufacturing the same}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강유전체 기록매체의 입체도이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 강유전체 기록매체의 입체도이다.

도 3은 도 1 또는 도 2를 3-3'방향으로 절개한 단면도이다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강유전체 기록매체 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 강유전체 기록매체 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.

도 11 및 도 12는 종래와 본 발명의 기록매체에 대한 프로브의 엑세스(access)를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

40:기판 42, 48:지지층

44, 46:제1 및 제2 기록층 50:기록층

60:소오스 물질층 70:소오스 물질 가스

90:프로브 95:강유전층

P1:마스크 S1, S2:데이터 저장 수단

1. 발명의 분야

본 발명은 데이터 기록매체 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 강유전체 기록매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

2. 관련기술의 설명

인터넷 관련 기술의 발전에 따라 동영상을 포함한 대용량의 정보를 기록할 수 있는 기록매체와 이러한 기록매체에 저장된 정보를 이동 중에도 자유롭게 사용하려는 수요의 증가는 차세대 정보 기록매체 시장을 이끄는 중요한 요인의 하나가 된다.

대용량의 정보를 기록할 수 있는 기록매체와 이러한 기록매체에 정보를 기록하고, 기록된 정보를 읽을 수 있는 수단은 정보 기록매체시장의 핵심이 된다.

현재, 휴대용 비휘발성 데이터 기록소자는 크게 플래쉬 메모리와 같은 고체 상태(solid-state) 메모리 소자와 하드디스크(hard disk)와 같은 디스크 타입(disk type) 메모리 소자로 나눌 수 있다.

고체 상태 메모리 소자의 경우, 수년내에 그 용량이 수 기가바이트(GB)정도로 예상되기 때문에, 거대 규모의 데이터 기록장치로 사용하기는 어렵다. 따라서 고체 상태의 메모리 소자는 현재의 개인용 컴퓨터(PC)의 경우처럼 고속 동작이 요구되는 경우에 사용될 것으로 예상되며, 주 저장장치는 여전히 하드디스크타입의 메모리 소자가 될 것으로 예상된다.

휴대용 기기에 장착되는 일반적인 자기기록 방식의 하드디스크의 경우, 가까운 장래에 그 용량이 10GB가 될 것으로 예상되나, 그 이상의 자기기록 밀도는 초상자성(superparamagnetic) 효과에 의해 달성하기 어려울 것으로 예상된다.

이러한 이유들로 인해, 최근에는 스캐닝 프로브(scanning probe) 기술을 이용하여 데이터를 기록하는 기록매체로써 강유전체가 사용되는 메모리 소자가 소개되고 있다.

스캐닝 프로브가 사용된 기술, 곧 SPM(Scanning Probe Microscope)기술을 이용할 경우, 프로브를 이용하여 수nm∼수십nm의 영역을 프로빙(probing)할 수 있고, 또한 강유전체가 기록매체로 사용되기 때문에, 자기 기록매체와 달리 초상자성 효과에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서 자기 기록매체에 비하여 기록밀도를 높일 수 있다.

SPM기술을 이용되는 기록매체에서, 기록된 데이터는 강유전체의 잔류분극에 따른 강유전체 표면에 나타나는 전하의 극성 혹은 잔류분극의 방향에 따라 구분된다.

잔류분극에 따라 강유전체 표면에 나타나는 전하에 의해 주위에 전기장이 발생된다. 상기 전기장에 의해 프로브의 끝 부분에 전하공핍(depletion)영역 또는 전하축적(accumulation)영역이 만들어진다. 프로브에 전하공핍영역이 존재할 때와 전하축적영역이 존재할 때, 프로브의 형태에 따라 정전용량(capacitance)이나 저항이 달라지게 된다. SPM기술을 이용하는 강유전체 기록매체에 기록된 데이터는 이와 같 이 프로브의 정전용량이나 저항의 변화를 측정하여 읽는다.

상술한 바와 같이, SPM기술을 이용하는 강유전체 기록매체는 자기 기록매체에 비해 데이터 기록 밀도를 높일 수 있는 이점을 갖고 있다. 그렇지만, 강유전체 기록매체의 데이터 기록 밀도를 보다 높이기 위해서는 강유전체 기록매체에서 비트 데이터가 기록되는 영역이 곧 분극 영역이라는 것을 고려할 필요가 있다. 결국, 강유전체 기록매체의 데이터 기록 밀도를 더 높이기 위해서는 강유전체 기록매체에서 비트 데이터가 기록되는 영역의 사이즈를 줄일 필요가 있다.

그러나, 현재로서는 강유전체 기록매체의 비트 데이터가 기록되는 영역의 사이즈 감소는 프로브의 사이즈 감소에 전적으로 의존하고 있는 바, 프로브 사이즈를 줄일 수 있는 획기적 기술이 개발되지 않는 한, 강유전체 기록매체의 데이터 기록 밀도를 더 높이기는 어려울 것으로 예상된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 데이터 기록 밀도를 높일 수 있는 강유전체 기록매체를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이러한 강유전체 기록매체의 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 형성되어 있고, 적어도 2개의 측면을 갖는 지지층 및 상기 지지층의 측면에 구비된 데이터 기록층 을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 지지층의 서로 마주하고 이격된 두 측면에 각각 제1 및 제2 데이터 기록층이 구비될 수 있다. 그리고 상기 지지층은 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥일 수 있다. 또한, 상기 지지층은 복수개 형성되어 있고, 사방으로 동일한 간격을 가질 수 있다.

상기 지지층은 TiO2층, VO2층, NbO2층 및 ZrO2층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나일 수 있고, 순수 금속인 경우, Ti층, V층, Nb층 및 Zr층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나일 수도 있다.

상기 데이터 기록층은 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 지지층을 형성하는 제1 단계, 상기 지지층을 패터닝하는 제2 단계, 상기 패터닝된 지지층의 측면에 소오스 물질층을 형성하는 제3 단계 및 상기 소오스 물질층을 상기 패터닝된 지지층으로 확산시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법을 제공한다.

이 제조 방법에서 상기 제4 단계는 상기 소오스 물질층이 형성된 결과물을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 단계에서 상기 지지층은 라인 형태 또는 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥 형태로 패터닝할 수 있다.

상기 지지층은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 상기 기록 매체에서 언급한 바와 같을 수 있다.

상기 소오스 물질층은 상기 지지층과 반응하여 상기 지지층 측면에 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나를 형성하는 물질층으로 형성할 수 있다.

상기 열처리는 급속 열 어닐(Rapid Thermal Anneal)을 이용하여 400℃~1,400℃에서, 바람직하게는 500℃이상에서 수행할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 기판 상에 지지층을 형성하는 제1 단계, 상기 지지층 상에 상기 지지층의 일부 영역을 한정하는 마스크를 형성하는 제2 단계, 상기 마스크 둘레의 상기 지지층을 식각하는 제3 단계, 상기 식각 결과물을 상기 지지층과 반응하여 강유전막을 형성하는 소오스 물질 가스 분위기 하에 두는 제4 단계, 상기 식각 결과물을 상기 소오스 물질 가스 분위기 하에서 열처리하는 제5 단계 및 상기 마스크를 제거하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법을 제공한다.

이 제조 방법에서는 상기 제2 단계에서 상기 지지층을 라인 형태 또는 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥 형태로 한정할 수 있다.

상기 지지층은 상술한 바와 같을 수 있다.

상기 소오스 물질 가스는 상기 지지층과 반응하여 상기 지지층 측면에 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나를 형성하는 물질 가스일 수 있다.

상기 제5 단계의 열처리는 RTA를 이용하여 400℃~1,400℃에서, 바람직하게는 500℃이상에서 수행할 수 있다.

이러한 본 발명을 이용하면, 강유전체 기록매체의 데이터 기록밀도를 종래보다 높일 수 있고, 데이터의 기록 및 읽기 동작 속도를 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 강유전체 기록매체 및 그 제조 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 의한 강유전체 기록매체(이하, 제1 기록매체)에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 제1 기록매체는 기판(40) 상에 라인 형태로 형성된 데이터 저장 수단(S1)을 구비한다. 기판(40)은 하부전극으로 사용된다. 기판(40)은 소정의 금속, 예를 들면 귀금속인 백금(Pt) 또는 이리듐(Ir)으로 형성된 기판일 수 있다. 데이터 저장 수단(S1)은 지지층(42)과 제1 및 제2 기록층(44, 46)을 포함한다. 지지층(42)은 제1 및 제2 기록층(44, 46)을 지지한다. 지지층(42) 양측면은 수직면이다. 제1 기록층(44)은 지지층(42)의 한 측면을 덮고, 제2 기록층(46)은 지지층(42)의 다른 측면을 덮고 있다. 도 1에 도시된 바로는 제1 및 제2 기록층(44, 46)이 지지층(42)의 양쪽 수직면에 형성된 것처럼 혹은 부착된 것처럼 보이나, 후술될 데이터 저장 수단(S1)의 제조 방법을 고려하면, 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 소오스 물질이 지지층(42)의 양측면을 통해 지지층(42)으로 확산된 결과로 형성된 것이므로, 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 지지층(42)의 측면 경계에서 지지층(42) 안쪽으로 소정 두께로 존재한다고 보는 것이 바람직하다. 이러한 지지층(42)은 이산화 티타늄(TiO2)으로 형성된 층일 수 있고, 이산화 티타늄, 이산화 바나듐(VO2), 이산화 니오븀(NbO2) 및 이산화 지르코늄(ZrO2)으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 층일 수 있다. 또한, 지지층(42)은 티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 순수 금속층일 수 있다. 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 강유전층이 바람직한다. 예를 들면, 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 이와 같이 강유전층이고, 강유전층에서 분극이 어느 한 방향으로 정렬되면, 외부에서 상기 정렬된 분극의 방향을 바꾸기 위한 소정의 전압이 인가되지 않는 한, 상기 강유전층의 분극은 최초 정렬된 방향을 유지한다. 상기 강유전층의 주어진 영역에 상하 어느 한 방향으로 정렬된 분극이 존재한다는 것은 곧 상기 강유전층의 상기 주어진 영역에 비트 데이터가 기록되어 있다는 것을 의미하는 바, 제1 및 제2 기록층(44, 46)에 기록된 데이터는 제1 및 제2 기록층(44, 46)에 데이터 소거를 위한 전압이 인가되지 않는 한, 계속 유지된다. 기판(40) 상에는 이러한 데이터 저장 수단(S1)이 복수개 존재한다. 각각의 데이터 저장 수단(S1)은 주어진 간격으로 이격되어 있고, 서로 나란하게 존재한다.

다음, 본 발명의 제2 실시예에 의한 기록매체(이하, 제2 기록매체)에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 제2 기록매체는 기판(40) 상에 데이터 저장 수단(S2)을 구비한다. 데이터 저장 수단(S2)은 상기 제1 기록매체에서 소개한 데이터 저장 수단(S1)과 기본 구성은 같다. 그러나 데이터 저장 수단(S2)의 세부 구조는 제1 기록매 체의 데이터 저장 수단(S1)과 다르다.

구체적으로, 제2 기록매체의 데이터 저장 수단(S2)은 지지층(48)과 기록층(50)을 포함한다. 지지층(48)은 제1 기록매체의 지지층(42)과 같을 수 있고, 기록층(50)도 제1 기록매체의 제1 기록층(44) 또는 제2 기록층(46)과 같을 수 있다. 그러나 지지층(48)은 라인 형태가 아니라 입방 구조를 갖고, 기록층(50)은 이러한 지지층(48)의 둘레를 감싸는 형태로 구비되어 있다. 곧, 기록층(50)은 지지층(48)의 네 측면을 모두 덮고 있다. 이때, 지지층(48)과 기록층(50)의 관계는 제1 기록매체의 지지층(42)과 제1 및 제2 기록층(44, 46)의 관계와 동일할 수 있다. 도 2에 도시한 제2 기록매체에서 기록층(48)은 지지층(48)의 네 측면을 모두 덮고 있으므로, 기록층(48)도 지지층(48)의 네 측면에 대응되는 네 부분으로 나눌 수 있다. 이렇게 나눈 기록층(48)의 각 부분에는 독립적으로 비트 데이터가 기록된다. 따라서 상기 제1 기록매체의 경우, 데이터 저장 수단(S1)에 2비트 데이터를 저장할 수 있으나, 상기 제2 기록매체의 경우에는 데이터 저장 수단(S2)에 4비트 데이터를 저장할 수 있다. 상기 제2 기록매체의 기판(40) 상에는 이러한 데이터 저장 수단(S2)이 복수개 구비되어 있고, 각 데이터 저장 수단(S2)은 사방으로 동일한 간격으로 이격되어 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 각각 도시한 제1 및 제2 기록매체를 통해서, 본 발명의 강유전체 기록매체는 다양한 형태로 변형될 수 있음을 알 수 있다. 예컨대 본 발명의 강유전체 기록매체에서 지지층은 도 2에 도시한 4면체 기둥 대신에 5면체 기둥 또는 6면체 기둥으로 구비할 수도 있다.

계속해서, 다음에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 강유전체 기록매체의 제조 방법을 설명한다.

도 3은 도 1을 3-3'방향으로 절개한, 상기 제1 기록매체의 단면, 또는 도 2를 3-3'방향으로 절개한 상기 제2 기록매체에 대한 단면을 보여준다. 이하, 본 발명의 제조 방법은 도 3에 도시한 단면을 기준으로 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 의한 제조 방법(이하, 제1 방법)을 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 하부전극으로 사용될 기판(40) 상에 지지층(42)을 형성한다. 기판(40)은 소정의 금속 기판, 예를 들면 백금 기판 또는 이리듐 기판으로 형성할 수 있다. 지지층(42)은 기록층을 지지하기 위한 지지 수단으로 사용된다. 지지층(42)은 TiO2를 기판(40) 상에 증착하여 형성할 수 있다. 또한, 지지층(42)은 TiO2, VO2, NbO2 및 ZrO2로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나를 기판(40) 상에 증착하여 형성할 수 있다. 또한, 지지층(42)은 Ti, V, Nb 및 Zr로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나를 기판(40) 상에 증착하여 형성할 수도 있다. 지지층(42)을 형성한 다음, 지지층(42) 상에 지지층(42)의 소정 영역을 한정하는 마스크(P1)를 형성한다. 마스크(P1)는 감광막 패턴일 수 있다.

계속해서, 지지층(42)에 대한 식각 공정을 실시한다. 상기 식각 공정은 기판(40)의 상부면이 노출될 때까지 실시한다. 상기 식각 공정 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 마스크(P1) 둘레의 지지층(42)이 제거되고, 지지층(40)은 마스크(P1) 아래에만 남게 된다.

다음, 도 6을 참조하면, 기판(40) 상에 상기 식각 공정에서 얻어진 지지층(42)의 노출된 면을 덮는 소오스 물질층(60)을 형성한다. 소오스 물질층(60)은 어닐링 동안에 지지층(42)과 반응하여 강유전층을 형성할 수 있는 물질층이다. 따라서 지지층(42)에 따라 소오스 물질층(60)은 다른 수 있다. 예를 들면, 지지층(42)이 TiO2층인 경우, 소오스 물질층(60)은 PbO층일 수 있다. 이러한 특성을 갖는 소오스 물질층(60)은 마스크(P1)의 전체면을 덮도록 형성할 수 있다. 소오스 물질층(60)을 형성한 후, 마스크(P1)를 제거한다. 이 과정에서 소오스 물질층(60) 중 마스크(P1) 상에 형성된 부분도 함께 제거된다.

이 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 소오스 물질층(60)은 기판(40)의 노출된 면과 지지층(42)의 측면에만 남게 되고, 마스크(P1)로 덮였던 지지층(42)의 상부면은 노출된다. 계속해서, 도 7을 참조하면, 마스크(P1)가 제거된 결과물을 소정의 온도 범위에서 열처리한다. 예를 들면, 400℃∼1400℃사이의 온도에서 바람직하게는 500도 이상에서 마스크(P1)가 제거된 결과물에 대해 급속 열 어닐(RTA)을 실시한다. 이러한 열처리 과정 동안에 소오스 물질층(60)의 기판(40) 상에 형성된 부분은 휘발되어 제거되고, 지지층(42)의 측면에 형성된 부분은 지지층(42)으로 확산하면서 지지층(42)과 반응한다. 이 결과, 도 8에 도시한 바와 같이 지지층(42)의 측면에 제1 및 제2 기록층(44, 46)이 형성된다. 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 강유전층, 예를 들면 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로써, 지지층(42)으로 확산된 소오스 물질층(60)과 지지층(42)의 반응 결과물이다. 제1 및 제2 기록층(44, 46)은 각각 비트 데이터가 기록되는 영역이다. 그러므로 상기 열처리 과정에서 열처리 시간이나 온도 등과 같은 열처리 조건을 조절하여 소오스 물질층(60)의 확산 속도를 조절함으로써, 제1 및 제2 기록층(44, 46)의 폭을 조절할 수 있다. 결국, 상기 열처리 과정의 조건을 조절하여 소오스 물질층(60)이 지지층(42)으로 확산되는 시간을 조절함으로써, 비트 데이터 기록 영역의 폭을 임으로 조절할 수 있다.

다음에는 본 발명의 제2 실시예에 의한 제조 방법(이하, 제2 방법)에 대해 설명한다.

마스크(P1)를 형성하는 단계까지는 제1 방법을 따른다. 마스크(P1)를 형성한 다음에는 도 9에 도시한 바와 같이, 마스크(P1)가 형성된 결과물을 소오스 물질 가스(70) 분위기 하에 둔다. 소오스 물질 가스(70)는 지지층(42)과 반응하여 강유전층을 형성할 수 있는 물질 가스인 것이 바람직하다. 예를 들면, 지지층(42)이 TiO2일 때, 소오스 물질 가스(70)는 PbO가스일 수 있다. 또한, 지지층(42)이 ZrO2층일 때, 소오스 물질 가스(70)는 지지층(42)과 반응하여 PZT층을 형성할 수 있는 물질 가스일 수 있다. 지지층(42)이 소오스 물질 가스(70) 분위기 하에 있을 동안, 지지층(42) 측면은 소오스 물질 가스(70)와 접촉된다. 이와 같은 소오스 물질 가스(70) 분위기 하에서 기판(40)을 상기 제1 방법에서 상술한 열처리 방법으로 소정 온도에서 소정 시간 동안 열처리 한다. 이러한 열처리 과정 동안, 지지층(42)의 측면에 접촉되는 소오스 물질 가스(70)은 도 9의 우측에 도시한 바와 같이 지지층(42)의 측면으로 확산되면서 지지층(42)과 반응한다. 이 결과로 지지층(42)의 측면으로부터 안쪽으로 강유전층(95)이 형성된다. 이와 같은 열처리 과정에 의해 도 10에 도 시한 바와 같이 지지층(42)의 측면에 강유전체의 제1 및 제2 기록층(44, 46)이 형성된다. 상기 열처리 과정 후, 마스크(P1)를 제거한다.

다음에는 본 발명과 종래 기술에 의한 기록매체를 이용할 때의 동작 속도에 대해 설명한다.

도 11을 참조하면, 종래 기술에 의한 기록매체의 경우, 프로브(90)를 제1 및 제2 기록층(80, 82)에 엑세스하기 위해서는 제1 기록층(80)의 위치를 찾아 정해진 동작을 수행한 다음, 제2 기록층(82)에 액세스하기 위해 다시 제2 기록층(82)의 위치를 찾아야 한다. 곧, 종래 기술의 경우, 프로브(90)를 각 기록층에 엑세스시키기 위해서는 각 기록층의 위치를 하나하나 찾아야 한다. 그러나 본 발명에 의한 기록매체의 경우, 적어도 두개의 기록층(44, 46)이 지지층(42)을 사이에 두고 서로 마주하도록 지지층(42)에 붙어있기 때문에, 인접한 기록층 중 하나의 기록층(44)에 대한 프로브(90)의 엑세스가 이루어질 경우, 인접한 두 기록층 중 나머지 기록층(46)에 대한 엑세스는 프로브(90)를 단순히 지지층(42)의 상부면을 가로질러 이동시킴으로써 이루어지게 된다. 곧, 본 발명에서는 지지층(42)을 사이에 두고 서로 마주하는 두 기록층(44, 46) 중 어느 하나의 기록층(44)에 대한 프로브(90)의 엑세스가 이루어지는 경우, 나머지 기록층(46)에 대해서는 그 위치를 다시 찾는 과정이 불필요하다. 따라서 본 발명의 강유전체 기록매체에 대한 쓰기 및 읽기 동작은 종래보다 빠를 수 밖에 없다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예 들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상술한 제1 방법에서 열처리 과정이 완료된 후, 지지층(42) 측면에 소오스 물질층(70)이 남아 있을 경우, 이를 제거할 수도 있을 것이다. 또한, 상기 열처리 과정에서 당업자에게는 잘 알려진 다양한 열처리 장치를 이용할 수 있을 것이다. 또한, 상기 데이터 기록층으로써 상술하지 않은 다른 강유전체를 사용할 수도 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 강유전체 기록매체는 종래 강유전체 기록 매체의 단위 기록층에 대응되는 하나의 지지층에 비트 데이터가 독립적으로 기록될 수 있는 적어도 두 개의 데이터 기록층을 구비한다. 그러므로 본 발명의 기록매체를 이용할 경우, 강유전체 기록매체의 데이터 기록 밀도를 종래 기술에 의한 것보다 2배 이상 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 기록매체에서 상기 두 개의 데이터 기록층은 지지층을 중심으로 서로 마주하도록 상기 지지층의 서로 다른 측면에 구비되어 있다. 그러므로 프로브를 상기 두 개의 데이터 기록층 중 선택된 어느 하나에 엑세스시킬 경우, 나머지 데이터 기록층의 위치는 상기 선택된 어느 하나의 데이터 기록층으로부터 정해져 있는 바, 상기 나머지 데이터 기록층의 위치를 찾기 위한 별도의 탐색 과정은 필요치 않다. 곧, 본 발명의 기록매체는 하나의 데이터 기록층에 대한 엑세스 과정만으로 결과적으로는 두 개의 데이터 기록층에 대한 엑세스 과정을 수행할 수 있으므로, 본 발명의 기록매체를 이용하면, 데이터의 기록 및 읽기 동작 속도를 증가시킬 수 있다.

Claims

기판;

상기 기판 상에 형성되어 있고, 적어도 2개의 측면을 갖는 지지층; 및

상기 지지층의 측면에 구비된 데이터 기록층을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체.
제 1 항에 있어서, 상기 지지층의 서로 마주하고 이격된 두 측면에 각각 제1 및 제2 데이터 기록층이 구비된 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체.
제 1 항에 있어서, 상기 지지층은 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥인 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체
제 3 항에 있어서, 상기 지지층은 복수개 형성되어 있고, 사방으로 동일한 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체.
제 1 항에 있어서, 상기 지지층은 TiO2층, VO2층, NbO2층 및 ZrO2층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체.
제 1 항에 있어서, 상기 지지층은 Ti층, V층, Nb층 및 Zr층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체.
제 1 항에 있어서, 상기 데이터 기록층은 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 강유전체 기록 매체.
기판 상에 지지층을 형성하는 제1 단계;

상기 지지층을 패터닝하는 제2 단계;

상기 패터닝된 지지층의 측면에 소오스 물질층을 형성하는 제3 단계; 및

상기 소오스 물질층을 상기 패터닝된 지지층으로 확산시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제4 단계는 상기 소오스 물질층이 형성된 결과물을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제2 단계에서 상기 지지층은 라인 형태 또는 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥 형태로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 지지층은 TiO2층, VO2층, NbO2층 및 ZrO2층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 지지층은 Ti층, V층, Nb층 및 Zr층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 소오스 물질층은 상기 지지층과 반응하여 상기 지지층 측면에 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나를 형성하는 물질층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록 매체의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 열처리는 급속 열 어닐(RTA)을 이용하여 400℃∼1400℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
기판 상에 지지층을 형성하는 제1 단계;

상기 지지층 상에 상기 지지층의 일부 영역을 한정하는 마스크를 형성하는 제2 단계;

상기 마스크 둘레의 상기 지지층을 식각하는 제3 단계;

상기 식각 결과물을 상기 지지층과 반응하여 강유전막을 형성하는 소오스 물질 가스 분위기 하에 두는 제4 단계;

상기 식각 결과물을 상기 소오스 물질 가스 분위기 하에서 열처리하는 제5 단계; 및

상기 마스크를 제거하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제2 단계에서 상기 지지층을 라인 형태 또는 적어도 4개의 측면을 갖는 다면체 기둥 형태로 한정하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 지지층은 TiO2층, VO2층, NbO2층 및 ZrO2층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 지지층은 Ti층, V층, Nb층 및 Zr층으로 이루어진 군 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 소오스 물질 가스는 상기 지지층과 반응하여 상기 지지층 측면에 PZT층, BST층, SBT층, PLZT층, PTO층, STO층, BTO층, TNO층 및 TWO층으로 이루어진 군 중 선택된 어느 하나를 형성하는 물질 가스인 것을 특징으로 하는 강유전체 기록 매체의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제5 단계의 열처리는 급속 열 어닐(RTA)을 이용하여 400℃∼1400℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 강유전체 기록매체의 제조 방법.