KR101553920B1 - 조정된 입자 크기를 갖는 박막 - Google Patents

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Abstract

장치 및 관련 방법은 극저온 기판 온도를 이용하여 미리결정된 제 1 입자 크기로 조정된 기록 폴을 적어도 가질 수 있는 자기 기록 엘리먼트를 제공한다. 자기 쉴드가 극저온 기판 온도를 이용하여 조정된 미리결정된 제 2 입자 크기로 형성될 수 있다.

Description

조정된 입자 크기를 갖는 박막{THIN FILM WITH TUNED GRAIN SIZE}
본 개시물의 다양한 실시예들은 일반적으로 강화된 데이터 레코딩을 할 수 있는 자기 엘리먼트에 관한 것이다.
다양한 실시예들에 따르면, 자기 기록 엘리먼트는 극저온 기판 온도(cryogenic substrate temperature)를 이용하여 미리결정된 제 1 입자 크기로 조정되는 기록 폴(write pole)을 적어도 가질 수 있다. 자기 쉴드(magnetic shield)가 극저온 기판 온도를 이용하여 조정된 미리결정된 제 2 입자 크기로 형성될 수 있다.
도 1은 데이터 저장 디바이스의 예시적인 부분의 블록 표현이다.
도 2는 도 1에 디스플레이된 데이터 저장 디바이스의 부분에 이용될 수 있는 예시적인 자기 엘리먼트의 단면도를 일반적으로 예시한다.
도 3은 예시적인 자기 기록 엘리먼트의 예시적인 블록 표현을 나타낸다.
도 4는 예시적인 자기 엘리먼트의 부분의 프로파일을 디스플레이한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따라서 구성되고 동작되는 자기 엘리먼트들과 일반적으로 관련된 성능 데이터를 플롯화한다.
도 6은 다양한 실시예들에 따라서 구성되고 동작되는 자기 엘리먼트의 다양한 동작 특성들을 그래프화한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라서 구성된 자기 엘리먼트 제조 루틴의 플로우차트를 제공한다.
더 높은 데이터 용량, 전송률, 및 신뢰도를 갖는 데이터 저장 디바이스들을 향하여 진보하는 산업에 있어서, 제품 설계는 데이터 비트들의 크기를 감소시키면서 데이터 저장 매체로부터의 데이터 접근율(data access rate)들을 증가시키는데 촛점을 둔다. 정밀한 타이밍 윈도우들과 결합된 이러한 극소의(miniscule) 동작 환경들은 다양한 데이터 판독 및 기록 엘리먼트들의 자기적 거동(magnetic behavior)에 부가된 중점을 둔다. 예를 들어, 데이터 비트가 프로그래밍된 후 잔류 자속(residual magnetic flux)이 존재할 때, 무전원 자기 기록기(unpowered magnetic writer)가 데이터 비트들을 부주의하게 삭제하는 플럭스를 방출함에 따라서, 기록-후-삭제(EAW; erase after write) 상황이 발생할 수 있다.
게다가, 축소된 동작 환경들은 데이터 감지 엘리먼트의 다양한 자기층들에 대한 고온 어닐링의 이용에 대응할 수 있으며, 이는 하부의 쉴드 층들에서 비정상적인 입자 성장을 생성할 수 있고 자기 쉴드 재료들의 연성의 자기적 특징들을 악화시킬 수 있다. 이와 같이, 어닐링에 대해 증가된 열 안정성을 갖는 자기 쉴드 층들 및 제어된 EAW을 갖는 데이터 기록 엘리먼트들에 대한 산업적 요구가 증가하고 있다.
이에 따라, 자기 기록 엘리먼트는 극저온 기판 온도를 이용하여 미리결정된 제 1 입자 크기로 조정된 기록 폴로 적어도 구성될 수 있다. 상기 기록 폴은 단일 연속층(single continuous layer)일 수 있다. 기판 온도를 제어함으로써 기록 폴의 입자 크기를 조정하기 위한 능력은, 약 8 Oersted의 낮은 용이축 보자력(easy axis coercivity), 1 Oersted 미만의 곤란축 보자력(hard axis coercivity), 및 대략적으로 23 Oersted의 일축 이방성(uniaxial anisotropy)과 같은 성능을 나타내는 기록 엘리먼트의 구성을 허용하여, 감소된 폼 팩터 데이터 저장 디바이스들에 적합할 수 있다. 또한, 미리결정된 입자 크기를 갖는 기록 폴을 구성함으로써, EAW는 기록 폴 팁에서의 자화의 더 빠른 완화를 통해서 개선될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 자기 엘리먼트의 구성은, 쉴드 재료들의 열 안정성을 증가시키면서 EAW를 감소시키기 위해 기록 폴 재료의 자기적 특징들을 개선시킬 수 있다. 50K와 같은 극저온 온도들로 냉각된 기판들 상에서의 박막들의 증착은, 스퍼터링 프로세스의 적응을 허용하며, 이 스퍼터링 프로세스에서는 증착된 원자들의 이동성이 크게 감소된다. 이러한 적응은 표면 및 벌크 확산을 억제하고, 작은 입자들이 합병하여 더 큰 입자들을 형성하는 것을 방지할 수 있다. 고 스퍼터링 레이트와 조합하여, 증착된 원자들의 표면 확산은, 증착된 원자들이 이동하여 입자 성장을 도울 수 있기 전에, 증착된 원자들을 매몰시킴으로써 더 억제될 수 있다. 그 결과, 나노-결정성 입자들로서 특징화될 수 있는 작은 입자들은 층들 사이에서 표면/간섭 거칠기를 감소시키고 그리고 자기 박막들의 연성의 자기적 특징들을 개선시키는데 도움을 줄 수 있다. 작은 입자들 및 빠른 증착은 또한, 입자 성장을 방해하고 고온 어닐링 동안 박막의 열적 안정성을 개선시킬 수 있는 더욱 많은 입자 경계들 및 결함들을 도입할 수 있다.
EAW 컨디션이 다양한 데이터 저장 환경들에서 발생할 수 있는데 반해, 도 1은 일반적으로 데이터 저장 디바이스의 예시적인 데이터 트랜스듀싱 부분(100)을 나타낸다. 트랜스듀싱 부분(100)은, 본 발명의 다양한 실시예들이 유리하게 실행될 수 있는 환경으로 도시된다. 그러나, 본 개시물의 다양한 실시예들이 이러한 환경으로 그렇게 제한되는 것은 아니며, 다양한 의도하지 않는 자속 발생 컨디션들을 완화시키도록 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
트랜스듀싱 부분(100)은 자기 저장 매체(108) 상에 존재하는 프로그래밍된 데이터 비트들(106) 위에 트랜스듀싱 헤드(104)를 위치시키는 액츄에이팅 어셈블리(102)를 갖는다. 저장 매체(108)는, 에어 베어링 표면(ABS)(112)을 생성하기 위해 사용하는 동안 회전하는 스핀들 모터(110)에 부착되며, 그 에어 베어링 표면(ABS)(112)상에서 액츄에이팅 어셈블리(102)의 슬라이더 부분(114)이 매체(108)의 원하는 부분 위에 (트랜스듀싱 헤드(104)를 포함하는)헤드 짐벌 어셈블리(HGA)(116)를 위치시키기 위해 플라이한다.
트랜스듀싱 헤드(104)는, 데이터를 저장 매체(108)에 프로그래밍하고 그로부터 판독하도록 각각 동작하는 자기 기록기 및 자기적으로 반응성인 판독기(magnetically responsive reader)와 같은 하나 또는 그 초과의 트랜스듀싱 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 액츄에이팅 어셈블리(102)의 제어된 움직임은 트랜스듀서들이 데이터를 기록, 판독, 및 재기록하기 위해 저장 매체 표면들 상에서 정의된 데이터 트랙들(미도시)과 정렬하도록 유도한다.
도 2는 도 1의 액츄에이팅 어셈블리에 이용될 수 있는 트랜스듀싱 헤드(120)의 실시예의 단면 블록 표현을 디스플레이한다. 헤드(120)는, 도 1의 매체(108)와 같은, 인접하는 저장 매체로 데이터를 기록하고 그 저장 매체로부터 데이터를 리트리브하기 위해 개별적으로 또는 동시에 동작할 수 있는 자기 판독기(122) 및 기록기(124)와 같은 하나 또는 그 초과의 자기 엘리먼트들을 가질 수 있다. 각각의 자기 엘리먼트(122 및 124)는 대응하는 데이터 매체의 미리결정된 데이터 트랙(126)을 정의하기 위해 동작하는 다양한 쉴드들로 구성되며, 그 대응하는 데이터 매체 상에서 데이터 비트들이 감지되고 각각의 자기 엘리먼트들(122 및 124)에 의해 프로그래밍된다.
도시된 바와 같이, 자기 판독 엘리먼트(122)는 하부 쉴드(132)와 상부 쉴드(134) 사이에 배치된 자기저항층(130)을 갖는다. 한편, 기록 엘리먼트(124)는 기록 폴(136) 및 적어도 하나의 복귀 폴(138)을 가지며, 상기 복귀 폴은 인접 저장 매체에 원하는 자기 배향을 부여하기 위한 기록 회로를 생성한다. 제한하지 않으면서, 몇몇 실시예들은 인접 데이터 매체에 수직하게 데이터를 기록하기 위해 기록 엘리먼트(124)를 이용한다. 이러한 수직 레코딩은 더욱 조밀하게 패킹된 데이터 비트들을 허용할 수 있지만, 다수의 데이터 비트들이 잔여 자속(residual magnetic flux)에 의해 동시에 영향을 받을 수 있기 때문에 EAW의 영향을 또한 증가시킬 수 있다.
다른 비-제한적인 실시예에서, 기록 엘리먼트(124)는 비-자기 스페이서 층(140) 및 에어 베어링 표면(ABS) 쉴드(142)에 접촉하게 인접하여 위치된 적어도 2개의 복귀 폴들(138)을 포함할 수 있다. 기록 엘리먼트(124)는, 하나 또는 수많은 개별적인 배선들일 수 있는 코일(144), 및 기록 폴(136)로부터 도전성 비아들(148)을 통해서 이동하여 복귀 폴들(138)에서 끝맺는 자속을 부여하기 위해 코일(144)과 함께 동작하고 기록 폴(136)에 부착되는 요크(146)를 더 포함할 수 있다. 헤드(120)의 다양한 양상들은, 헤드의 움직임에 의존하여, Y축에 따라서 업트랙 또는 다운트랙 중 하나로 특징화될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
도 3은 데이터 저장 매체(166)를 통해서 기록 폴과 복귀 폴(162 및 164) 사이에서의 상호작용을 일반적으로 예시하는 데이터 저장 디바이스의 데이터 기록 부분(160)의 블록 표현을 나타낸다. 동작 동안, 데이터 기록 부분(160)은 데이터 저장 매체(166)에 대해 위치되어 자기 경로(168)가 기록 폴(162)로부터 매체(166)를 통해서 복귀 폴(164)로, 또는 그 반대로 흐르도록 허용할 수 있다. 기록 폴(162)은 폴 팁(170)으로 구성될 수 있는데, 상기 폴 팁(170)은 ABS에서 보디 거리(172)로부터 팁 거리(174)로의 폴 폭(pole width)의 감소에 대응한다. 이러한 형상의 폴 팁(170)은 매체(166) 상에서 자기 경로(168)의 크기 및 자속의 방출에 촛점을 둘 수 있다. 기록 폴(162)의 테이퍼링된 폭 팁(170)과 많이 유사하게, 복귀 폴(164)은 변화하는 폭으로 구성되거나 또는 도시된 바와 같이 균일한 복귀 폭(176)으로 구성될 수 있다.
기록 및 복귀 폴들(162 및 164)의 구성에 상관없이, 자기 경로(168)가 데이터 저장 매체(166)의 복수의 층들과 맞물리도록, 데이터 기록 부분(160)이 조정될 수 있다. 다양한 층들의 데이터 저장 매체(166)의 수, 유형, 및 구성은 제한되지 않지만, 도 3은 제 1 및 제 2 내부층들(180 및 182) 뿐만 아니라 레코딩 층(184) 아래 적층된 연성의 자기 하부층(178)을 디스플레이한다. 도 3에 디스플레이된 층 구성은, 자기 경로(168)가 기록 폴(162)로부터 ABS를 가로질러 연성의 자기 하부층(178)을 통해서 복귀 폴(164)로, 또는 그 반대로 회로를 완성하기 때문에, 데이터 비트들의 수직 레코딩에 대해 허용할 수 있다.
기록 및 복귀 폴들(162 및 164)이 데이터 저장 매체(166)의 다양한 층들에 맞물리는 속도 및 정확도는 매체(166)의 최대 데이터 비트 밀도에 대응할 수 있다. 데이터 비트들이 더 작게 되도록 푸시되며 매체(166)가 현대의 데이터 저장 디바이스들 내에서 증가하는 레이트로 스피닝하면서, 자화를 변화시키기 위한 기록 및 복귀 폴들(162 및 164)의 능력은 더 높은 면적 비트 밀도들로의 쵸크포인트(chokepoint)가 된다. 이런 이유로, 미리결정된 입자 크기로의 기록 및 복귀 폴들(162 및 164)의 조정은 자화를 더욱 용이하게 변화하도록 허용하고 데이터 기록 속도를 증가시키도록 허용할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 구성 동안 조정되는 것으로서 기록 또는 판독 엘리먼트(190)의 부분을 제공한다. 기록 또는 판독 엘리먼트(190)는 임의의 수 및 유형의 층들로, 그리고 스퍼터링 및 기상 증착과 같은 다양한 비-제한적인 방식들로 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 기판(192)은, 하부 자기 쉴드(194), 자기적으로 활성인 구조(196), 및 상부 자기 쉴드 층(198)이 그 위에 형성되는 토대(foundation)를 제공한다. 활성 자기 구조(196)는 다양한 실시예들에서 자기저항 판독기 스택 또는 기록 폴일 수 있다.
데이터 저장 매체 상에서 더 많은 수의 데이터 트랙들을 이용하여, 자계들에 대해 매우 침투가능하도록 기록 폴(196)을 형성하고 연성의 자기적 특징들을 갖는 축소된 폭을 갖는 능력은 증가하는 면밀도 데이터 디바이스들에 있어서 정확한 데이터 기록을 허용할 수 있다. 게다가, 기록 폴(196)의 입자 크기를 제어함으로써 폭 및 자기적 특징들을 조정하는 능력은, 코어 구조로의 도핑 또는 라미네이션 없이 기록 폴(196)이 고형의 피처가 되도록 허용하며, 이는 제조를 간략화하여 더욱 정확한 구성을 제공한다.
다양한 실시예들에서, 활성의 자기 구조(196) 아래의 하부 쉴드 층(194)은 증착 동안 기판(192)의 온도를 제어함으로써 미리결정된 입자 크기로 조정된다. 즉, 기판(192)이 제 1 온도, 예를 들어, 50K에서 유지되는 동안, 자기 쉴드(194)가 증착될 수 있고, 기판이 50K와 같은 제 2 온도에서 유지되는 동안 활성의 자기 구조가 후속하여 증착된다. 이러한 기판 온도 조작은, 입자 크기를 제어하고, 자기저항 판독기 스택, 기록기 폴, 및 쉴드 재료들 내의 자기(magnetics)에 영향을 주는 능력을 제공한다.
기판 온도의 조작은, 다양한 데이터 기록 또는 판독 엘리먼트(190) 층들에 대한 상이한 입자 크기들을 형성하기 위해 일부 실시예들에서 추가적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 자기 쉴드들(194 및 198) 뿐만 아니라 자기적으로 활성인 구조(196)는, 기판(192)이 상온 미만의 온도인 상이한 극저온 온도들에서 유지되는 동안 적어도 부분적으로 증착되는 것으로 인해 상이한 각각의 입자 크기들을 가질 수 있다. 그러나, 기판(192)이 상온 미만으로 유지되는 동안, 데이터 엘리먼트(190)의 모든 층들이 증착되어야만 하는 것은 아니다. 즉, 기판 온도는 변화할 수 있고, 일부 층들에 대해서는 상온에서 또는 상온을 상회할 수 있으며, 다른 층들에 대해서는 극저온 온도에 있을 수 있다. 다양한 데이터 엘리먼트(190) 층들이 도 4에 도시된 크기 및 배향으로 제한되지 않으며, 각각의 층은 자기 쉴드들(194 및 198)에 대해 NiFe로, 그리고 기록기 폴들에 대한 자기적으로 활성인 구조(196)에 대해 FeCo와 같은(그러나 이에 한정되지는 않음) 고유한 또는 공통의 재료들로 형성될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
데이터 엘리먼트(190) 제조 동안 극저온 기판 온도들의 이용은, 극저온 기판 온도에서 상온까지 다양한 데이터 엘리먼트(190) 층들을 어닐링함으로써 적어도 자기적으로 활성인 구조(196)에 대해 감소된 입자 크기 및 연성의 자기적 특징들에 대응할 수 있다. 자기적으로 활성인 구조(196)의 상온까지의 워밍(warming)은 데이터 엘리먼트(190)의 움직임 또는 가열 엘리먼트들의 이용 없이 간단하고 효율적인 입자 형성을 제공할 수 있다는 것이 인식될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예들은, 데이터 엘리먼트(190)가 자연적으로 상온까지 상승한 후 상온을 상회하도록 상승된 비정상적인 입자 성장 없이 자기 쉴드들의 미리결정된 입자 크기가 온도들을 이용하여 추가적인 어닐링을 제공한다.
다양한 실시예들에서, 극저온으로 증착된 하부 자기 쉴드 층(194)은 약 2 시간 동안 약 400℃로 인공적으로 어닐링되며, 이는 약 1.0 Oersted의 용이축 보자력 및 약 0.12 Oersted의 곤란축 보자력을 생성할 수 있다. 대조적으로, NiFe와 같은 전착된(electroplated) 쉴드는, 2.7 Oersted의 용이축 보자력 및 0.38 Oersted의 곤란축 보자력을 생성하기 위해 400℃에서 2시간의 어닐링을 경험(suffer from)할 것이다.
입자 크기가 표면 거칠기에 연관될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 입자 크기의 조정은 높은 어닐링 온도들에서 입자 성장에 대한 더욱 연성의 자기적 특징들, 더욱 높은 저항에 대응할 수 있는 다양한 서로 다른 미리결정된 표면 거칠기를 생성할 수 있다.
도 5 및 도 6은 극저온 기판 온도들을 이용하여 기록 폴을 조정함으로써 가능한 예시적인 자기적 특성들을 각각 플롯화한다. 도 5에서, FeCo 박막은 대략적으로 50K에서 유지되는 기판상에 증착되었고, 이는 나타난 바와 같이 히스테리시스 루프들(hysteresis loops)을 제공하는 입자 크기를 갖는 2.4T 고체 필름을 생성할 수 있다. 구체적으로, 세분된 루프(210)는 1 Oersted 미만의 곤란축 보자력을 예시하고, 실선 루프(212)는 8 Oersted 미만의 용이축 보자력을 나타낸다. 이러한 자기 성능은, 입자 크기를 감소시키기 위해 기록 폴로 재료들을 도핑할 때 발생하는 자기 모멘트의 손실과는 대조적으로, 필름의 자기 모멘트를 손실하지 않으면서 더 작은 입자 크기를 갖는 기록 폴을 조정하는 능력을 지원한다.
또한, 박막 자기 쉴드 형성에 대응하는 히스테리시스 루프들은, 극저온 기판 온도들을 이용하여 입자 크기를 축소시키는 것에 의한 높은 온도 어닐링에도 불구하고, 높은 침투성, 낮은 보자력 장, 및 낮은 자기 분산을 통해서 자기 쉴드 층을 생성하기 위한 능력을 지원한다.
도 6은 예시적인 FeCo 기록 폴 재료(라인 220) 및 입자 크기(라인 222)의 용이축 보자력과 기판의 척 온도의 상관관계를 그래프화한다. 인식될 수 있는 바와 같이, 척 온도의 감소는 감소된 입자 크기 및 감소된 보자력에 대응하며, 이는 50K와 같은 극저온 기판 온도들에서의 증착에 의해 제공된 연성의 자기적 특징들 및 작은 입자 크기들을 예시한다. 몇몇 실시예들에서, 기록 폴 및 복귀 폴은 도 6의 라인들(220 및 222)에 따라서 기판 온도의 변형을 통해서 상이한 자기적 특징들 및 입자 크기를 나타내는 상이한 미리결정된 입자 크기들로 조정된다.
조정된 기록 폴을 갖는 기록 엘리먼트를 구성하기 위한 특정 수단으로 한정되거나 또는 요구되지 않지만, 도 7은 다양한 실시예들에 따라서 수행된 예시적인 기록 엘리먼트 제조 루틴(230)을 제공한다. 루틴(230)은 결정(232)에서 자기 쉴드 구성을 초기에 평가하며, 이는 쉴드의 두께, 재료, 및 입자 크기를 결정할 수 있다. 고형화된 자기 쉴드 설계를 통해서, 단계(234)는 결정(232)에서 결정된 입자 크기 및 자기적 특징들에 대응하는 온도로 기판을 조정한다.
그후, 결정(236)은 도 3의 폴 팁(170)과 같은 폴 팁에서 입자 크기 및 자기적 거동에 대한 특정 고려사항을 갖는 기록 폴을 설계한다. 입자 크기 및 자기적 특징들의 결정은, 예를 들어, 도 6의 동작 그래프를 통해서 기판 온도와 상관될 수 있고 후속하여 기록 폴의 증착이 단계(238)에서 실행된다. 기판 온도는, 결정(240)이 추가적인 층들이 기록 폴 맨 위에 증착되는지를 평가하는 동안 유지되거나 변경될 수 있다. 추가적인 층들이 선택되면, 기판은 적어도 하나의 추가층에 대한 설계된 입자 크기 및 자기적 특성들을 제공하는 하나 또는 그 초과의 온도들로 단계적으로 조정된다.
제어된 동작을 통해서, 루틴(230)은 기판을 극저온 온도들로 설정함으로써 미리결정된 입자 크기들 및 자기적 거동으로 개별적으로 또는 집합적으로 조정될 수 있는 (기록 폴과 함께)임의의 수의 층들을 갖는 기록 엘리먼트를 제조할 수 있다. 그러나, 다양한 결정들 및 단계들이 생략되고, 변경되고, 그리고 추가될 수 있기 때문에, 루틴(230)은 도 7에 도시된 프로세스로 제한되지 않는다. 예를 들어, 결정들(232, 236, 및 240)은 임의의 기록 엘리먼트 층들의 증착 이전에 집합적으로 수행될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 시드 재료, 예를 들어 Ru 및 Ta를 갖는 조정된 기판상에 기록 폴이 증착되며, 기록 폴과 기판 사이에 자기 쉴드는 증착되지 않는다.
본 개시물에서 설명된 자기 엘리먼트의 구성 및 재료 특성들이, 높은 면밀도 데이터 저장 디바이스들에 기록한 후 감소된 삭제에 대응할 수 있는 감소된 입자 크기 및 연성의 자기적 특징들을 갖는 기록 폴을 제공함으로써 강화된 자기 프로그래밍을 허용한다는 것이 이해될 수 있다. 게다가, 데이터 기록 엘리먼트의 다양한 층들을 조정하고 최적화하기 위한 능력은 데이터 저장 매체를 이용하는 데이터 기록 동안 자기 동작의 정밀한 매칭을 허용한다. 또한, 실시예들은 자기적 프로그래밍에 관련되었지만, 청구된 기술은 데이터 감지 및 솔리드 스테이트 데이터 저장 애플리케이션들과 같은 임의의 수의 다른 애플리케이션들에 용이하게 활용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 개시물의 다양한 실시예들의 수많은 특징들 및 이점들이 다양한 실시예들의 구조 및 기능의 세부사항들과 함께 앞선 설명에서 설명되었지만, 이렇게 상세화된 설명은 오직 예시적인 목적이며, 세부사항들 특히 첨부된 청구항들이 설명되는 용어들의 범용 보편적 의미로 나타낸 전체 범위에 대해 본 개시물의 원리들 내에 서 부분들의 구조 및 배열들에 관해서 변경들이 행해질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 특정 엘리먼트들이 본 기술의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 특정 애플리케이션에 의존하여 변경될 수 있다.

Claims (20)

  1. 데이터 저장 디바이스로서,
    극저온 기판 온도(cryogenic substrate temperature)를 이용하여 미리결정된 입자 크기로 조정된 기록 폴(write pole)을 포함하고,
    상기 데이터 저장 디바이스는, 상기 극저온 기판 온도를 유지하면서 기판 상에 상기 기록 폴을 증착하는 것을 적어도 포함하는 프로세스에 의해 제조되고,
    상기 입자 크기는 상기 기록 폴에 대해 8 Oe의 보자력(coercivity)의 용이축(easy axis), 상기 기록 폴에 대해 1 Oe 미만의 보자력의 곤란축(hard axis), 및 상기 기록 폴에 대해 23 Oe의 일축 이방성(uniaxial anisotropy)에 대응하는,
    데이터 저장 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 온도는 상온(room temperature) 미만인,
    데이터 저장 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 온도는 50 Kelvin인,
    데이터 저장 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록 폴은 단일 연속층(single continuous layer)인,
    데이터 저장 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록 폴은 FeCo인,
    데이터 저장 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리결정된 입자 크기는 2.4 테슬라(Tesla) FeCo 재료 또는 FeCoNi 재료에 대응하는,
    데이터 저장 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 온도는, 상기 기록 폴이 그 위에 증착된 기판 층에 대해 유지되는,
    데이터 저장 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 층은 NiFe, CoFe, CoNiFe, Ru, Co, Au, 및 Pd의 그룹 중 하나인,
    데이터 저장 디바이스.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 자기 쉴드에 인접한 기록 폴을 포함하는 자기 기록 엘리먼트로서,
    상기 기록 폴 및 상기 자기 쉴드는 각각 제 1 미리결정된 입자 크기 및 제 2 미리결정된 입자 크기를 제공하기 위해 극저온 기판 온도를 이용하여 형성되고,
    상기 자기 기록 엘리먼트는, 상기 극저온 기판 온도를 유지하면서 기판 상에 상기 기록 폴을 증착하는 것을 적어도 포함하는 프로세스에 의해 제조되고,
    상기 제 1 미리결정된 입자 크기는 상기 기록 폴에 대해 8 Oe의 보자력(coercivity)의 용이축(easy axis), 상기 기록 폴에 대해 1 Oe 미만의 보자력의 곤란축(hard axis), 및 상기 기록 폴에 대해 23 Oe의 일축 이방성(uniaxial anisotropy)에 대응하는,
    자기 기록 엘리먼트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자기 쉴드는 상기 기록 폴과는 상이한 재료로 형성되는,
    자기 기록 엘리먼트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 자기 쉴드 및 상기 기록 폴은 별도로 형성되는,
    자기 기록 엘리먼트.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 자기 쉴드는 NiFe, CoNiFe, NiFeO, NiFeNb 및 결정성 재료들의 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는,
    자기 기록 엘리먼트.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 미리결정된 입자 크기들은 200 옹스트롬인,
    자기 기록 엘리먼트.
  17. 방법으로서,
    기판을 극저온 기판 온도로 조정하는 단계; 및
    극저온 기판 온도로 상기 기판의 온도를 유지하면서, 상기 기판 상에 기록 폴을 증착하는 단계를 포함하고,
    상기 기록 폴은 상기 극저온 기판 온도에 대응하는 미리결정된 입자 크기를 가지고,
    상기 입자 크기는 상기 기록 폴에 대해 8 Oe의 보자력(coercivity)의 용이축(easy axis), 상기 기록 폴에 대해 1 Oe 미만의 보자력의 곤란축(hard axis), 및 상기 기록 폴에 대해 23 Oe의 일축 이방성(uniaxial anisotropy)에 대응하는,
    방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기록 폴에 인접하여 형성된 자기 쉴드는, 상온으로 워밍(warm)되고 후속하여 2시간 동안 400℃에서 어닐링되어 자기 쉴드 결함들을 감소시키는,
    방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    스퍼터링된 자기 쉴드 재료의 측부 이동(lateral mobility)을 감소시키기 위해 플럭스의 수직 입사를 통해 스퍼터링 기하학적 구조를 갖는 고속 스퍼터링을 이용하여 상기 기판 상에 상기 미리결정된 입자 크기를 갖는 자기 쉴드를 증착하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    전기도금, 에피택시, 또는 진공 증착을 위해 미세한 입자 크기를 갖는 시드층을 증착하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
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