KR20020062856A - 미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스 - Google Patents

미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20020062856A
KR20020062856A KR1020020004239A KR20020004239A KR20020062856A KR 20020062856 A KR20020062856 A KR 20020062856A KR 1020020004239 A KR1020020004239 A KR 1020020004239A KR 20020004239 A KR20020004239 A KR 20020004239A KR 20020062856 A KR20020062856 A KR 20020062856A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
fine particles
organic coating
coating film
magnetic
Prior art date
Application number
KR1020020004239A
Other languages
English (en)
Inventor
미노노리히사
가와와케야스히로
모리타기요유키
요시이시게오
무라카미무투아키
구스모토오사무
Original Assignee
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 filed Critical 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Publication of KR20020062856A publication Critical patent/KR20020062856A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/185—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
    • 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
    • G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/712—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the surface treatment or coating of magnetic particles
    • 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
    • G11B5/74—Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • 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
    • G11B5/74—Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/82—Disk carriers
    • 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
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5671—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge trapping in an insulator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/0302—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0306—Metals or alloys, e.g. LAVES phase alloys of the MgCu2-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • 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
    • H01F10/007—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure ultrathin or granular films
    • 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
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/123—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys having a L10 crystallographic structure, e.g. [Co,Fe][Pt,Pd] thin films
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/30—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE]
    • H01F41/302—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F41/305—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices applying the spacer or adjusting its interface, e.g. in order to enable particular effect different from exchange coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42324—Gate electrodes for transistors with a floating gate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
    • C01P2004/86—Thin layer coatings, i.e. the coating thickness being less than 0.1 time the particle radius
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/32—Thermal properties
    • C01P2006/33—Phase transition temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/42—Magnetic properties
    • 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
    • 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
    • G11B5/74—Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/743—Patterned record carriers, wherein the magnetic recording layer is patterned into magnetic isolated data islands, e.g. discrete tracks
    • G11B5/746—Bit Patterned record carriers, wherein each magnetic isolated data island corresponds to a bit
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2216/00—Indexing scheme relating to G11C16/00 and subgroups, for features not directly covered by these groups
    • G11C2216/02—Structural aspects of erasable programmable read-only memories
    • G11C2216/08—Nonvolatile memory wherein data storage is accomplished by storing relatively few electrons in the storage layer, i.e. single electron memory
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11—Magnetic recording head
    • Y10T428/1107—Magnetoresistive
    • Y10T428/1114—Magnetoresistive having tunnel junction effect
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11—Magnetic recording head
    • Y10T428/1193—Magnetic recording head with interlaminar component [e.g., adhesion layer, etc.]
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/2438—Coated
    • Y10T428/24388—Silicon containing coating
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24893—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y10T428/2995—Silane, siloxane or silicone coating
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31667—Next to addition polymer from unsaturated monomers, or aldehyde or ketone condensation product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

기판(32) 상에 미립자(30)를 고정한 배열체에 있어서, 상기 미립자(30)의 표면에는 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막(31)이 형성되고, 상기 기판(32)표면에는 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막(33)이 형성되며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막(31)과 상기 기판표면의 유기 코팅막(33)사이에서 결합(34)이 형성되어, 상기 기판상에 상기 미립자가 고정배열되어 있다. 이것에 의해, 나노미터 스케일의 미립자(30)를 소정 위치로 배열하는 것이 가능해진다. 또한, 자성입자에 응용한 경우는 고기록밀도를 가능하게 하는 자기기록매체가 얻어져, 고밀도 자기기록재생장치를 실현하는 것이 가능해진다.

Description

미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스 {Particulates-arranged structure, a method for manufacturing the same and a device using the same}
본 발명은 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성시킨데다가 기판표면상에 미립자로 이루어지는 미립자 배열체와 그 제조방법 및 이것을 이용한 디바이스에 관한 것이다. 또한, 공업적인 응용예로서 자성 미립자를 기판상에 정렬하여 배열하여, 고밀도 자기기록재생에 대응한 자기기록매체, 자기저항효과소자, 미립자를 이용한반도체 소자에 관한 것이다.
미립자를 기판표면에 형성시키는 방법은 종래부터 있었다. 종래의 대표적인 형성기술은 용액에 분산시킨 미립자 용액에 기판을 침지시키는 방법, 기판표면에 상기 미립자를 적하하여, 바 코트(bar coat)하는 방법, 마찬가지로 상기 미립자 용액을 기판표면에 적하한 후에 회전도포하여 표면에 도포하는 방법등이 있다.
또한, 수년전부터 미립자 표면에 유기 박막을 형성하는 방법이 개발되어 있다. 특개평 1(1989)-309902호 공보에는 클로로실란계 화합물 등을 사용한 유기재료로 미립자 표면을 덮는 방법이 나타내고, 기판표면에 미립자로 이루어지는 막을 형성하는 방법이 나타나 있다. 또한, 최근, 과학잡지 사이언스(Science, 2000년 3월17일호)에도 미립자 표면에 단분자막 형태의 막을 형성하여, 기판표면에 형성시켰다는 보고가 있다. 이 방법은 종래의 박막형 자기기록매체의 결정입경제어의 한계를 파괴하여, 미립자의 크기에 의해 자구제어를 하고자하는 시도로서 주목되고 있다.
또한, 특개평 2(1990)-9196호 공보에서는 미립자의 패턴형성방법이 개시되어 있다.
또한, 미립자를 이용한 터널자기저항효과소자도 제안되어 있다(Science, vol. 290, 2000년 11월 10일호 1131페이지).
또한, 반도체 소자의 분야에서는 고속 동작가능한 불휘발 메모리로서 부유 게이트로서 나노미립자를 사용하는 도트 메모리 소자에 대한 기대가 높아지고 있다 (예컨대, S.Tiwari 등, Applied Physics Letter 68권 1377페이지 1996년). 도트 메모리 소자에 있어서는 수 nm 이하의 금속 또는 반도체 미립자가 전하 유지에 사용된다.
그러나, 종래의 대표적인 형성기술인 용액에 분산시킨 미립자 용액에 기판을 침지시키는 방법, 기판표면에 상기 미립자를 적하하여 바 코트하는 방법, 마찬가지로 상기 미립자 용액을 기판표면에 적하한 후에 회전도포하여 표면에 도포하는 방법 중 어느 쪽의 방법도 미립자 직경의 단위로 미립자의 막두께를 제어할 수 있지 않고, 미립자 직경이 작아질수록 기판표면의 미립자의 막두께 분포는 커지는 것이다.
또한, 상기 특개평 1(1989)-309902호 공보는 미립자 표면을 단분자막으로 덮는 기본특허로서 가치가 있는 것이지만, 기판표면에 미립자를 고정하는 방법이 개시되어 있지 않고, 실용면, 제조면 또한 내구성에서 문제가 있다고 추측된다.
또한, 저널(Science, 2000년 3월17일호)에 의하면 미립자로 이루어지는 막의 두께를 제어하는 방법이 확립되어 있지 않고, 또한 상기 특허와 같이 기판표면에 미립자를 놓았을 뿐이고, 기판과 미립자의 밀착성에 문제가 있으며, 실용면, 제조면 또한 내구성에서 큰 문제가 있다고 추측된다. 그래서 이러한 방법으로 자기기록매체를 작성한 경우, 현실에 사용되고 있는 HDD 드라이브의 넓이(적어도 약 1평방 인치 이상) 전면에 동일한 두께로 미립자를 도포 하는 것은 곤란하였다.
또한, 종래 방법에서는 1종류의 미립자에 의한 형성만이었다. 그러나, 기능성 디바이스를 실현하기 위해서는 1종류의 미립자 뿐만 아니라, 다수 종류의 미립자를 필요로 하는 경우가 있다. 종래의 기술에서는 그와 같은 방법의 개시는 없고,상정도 되지 않았다.
또한, 상기 특개평 2(1990)-9196호 공보는 미립자의 패턴을 형성하는 방법으로는 한 수법이 개시되어 있어서 가치있는 것이지만, 상기 특허 및 저널과 마찬가지로 미립자와 기판의 결합이 개시되어 있지 않고, 실용면, 제조면 또한 내구성에서 문제가 있다고 추측된다.
미립자를 사용한 자기저항효과소자를 형성하는 경우에도 균일한 크기의 미립자의 층수를 제어하여 분산시키는 것이 중요하다.
미립자를 사용한 반도체 소자에 응용하는 경우에는, 입경이 균일한 초미립자를 터널 절연층상에 고밀도로 균일하게 형성하는 기술이 불가결하다. 그런데 종래에는 이것은 곤란하였다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해, 미립자를 기판표면에 효율 좋게 고정하여, 그 후의 가공을 정확하게 행할 수 있는 미립자 배열체와 그 제조방법및 이것을 사용한 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 미립자 배열체는 기판상에 미립자를 배열시킨 구조체에 있어서, 상기 미립자의 표면에는 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막이 형성되고, 상기 기판표면에는 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막이 형성되며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 기판상에 상기 미립자가 고정배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 미립자 배열체의 제조방법은 기판상에 미립자 배열체를 제조하는 방법에 있어서, 개개의 상기 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하고, 상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시키는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 자기기록매체의 제조방법은 기판상에 자기기록매체를 제조하는 방법에 있어서, 자성 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하고, 상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시켜, 상기 자성 미립자를 열처리하여 상기 자성 미립자의 보자력을 증대시키는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 다른 자기기록매체의 제조방법은 비자성 기판상에 직접 또는 기초층을 통해 표면에 유기 코팅막을 형성한 미립자를 도포하는 제 1 공정과,
상기 미립자를 자계 중에서 상기 미립자의 퀴리온도 이상의 온도로 열처리하는 제 2 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 다른 자기기록매체의 제조방법은 기판상에 자기기록매체를 제조하는 방법에 있어서, 기판상에 기상급냉법에 의해 연자성 박막층을 형성하고, 자성 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하며, 상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하여, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시키는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 자기저항효과소자는 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고, 미립자의 표면에 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고, 상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 자기저항효과형 헤드는 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고, 미립자의 표면에 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고, 상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 자기저항효과소자의 외측에, 상기 신호자계 이외의 자계를 상기 자기저항효과소자에 침입하는 것을 막기 위한 실드(shield)를 구비한 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 자기저항효과형 헤드는 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고, 미립자의 표면에 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고, 상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 자기저항효과소자의 외측에, 상기 신호자계를 상기 자기저항효과소자에 안내하기 위한 요크를 구비한 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 반도체 소자는 반도체 기판상에 형성된 터널 장벽층으로서 기능하는 장벽층과, 상기 장벽층의 표면에 상기 장벽층과 결합한 유기 코팅막을 형성하고, 미립자의 표면에 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 장벽층 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고, 상기 장벽층 및 상기 미립자층상에 형성된 전기적 절연체층을 구비한 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 반도체 메모리 소자는 절연 게이트 반도체(MIS)형 트랜지스터 구조를 갖는 반도체 메모리 소자에 있어서, 상기 MIS형 트랜지스터 구조의 게이트 절연막과 반도체 기판 사이에, 반도체 기판상에 형성된 터널 장벽층으로서 기능하는 장벽층과, 상기 장벽층의 표면에, 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고, 미립자의 표면에 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며, 상기 미립자표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성한 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 미립자의 결정배향성 제어방법은 불규칙 합금으로 이루어지는 미립자를 규칙화시키는 공정에 있어서, 퀴리온도 이상의 온도에서 자계를 인가함으로써 결정배향을 제어하는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 미립자의 배열방법은 표면에 유기 코팅막을 형성한 미립자를 상기 기판표면에 형성된 오목볼록 패턴의 오목부내에 배열하는 것을 특징으로 한다.
도 1a∼도 1c는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 자성 미립자와 단분자막의 모식단면도,
도 2a∼도 2c는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 기판과 단분자막의 모식단면도,
도 3a∼도 3b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 자성 미립자와 단분자막과 기판의 단분자막이 공유결합한 모식단면도,
도 4a∼도 4c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 미립자와 단분자막의 모식단면도,
도 5a∼도 5c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 기판과 단분자막의 모식단면도,
도 6a∼도 6b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 미립자와 단분자막과 기판의 단분자막이 공유결합한 모식단면도,
도 7a∼도 7c는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 미립자와 단분자막의 모식단면도,
도 8a∼도 8c는 본 발명의 실시예3에 있어서의 기판과 단분자막의 모식단면도,
도 9a∼도 9b는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 자성 미립자와 단분자막과 기판의 단분자막이 공유결합한 모식단면도,
도 10a∼도 10b는 본 발명의 실시예 4에 있어서의 미립자 배열체의 모식단면도,
도 11은 본 발명의 실시예 5에 있어서의 미립자 배열체의 모식단면도,
도 12는 본 발명의 실시예 6에 있어서의 미립자배열체의 모식단면도,
도 13a∼도 13d는 본 발명의 실시예 7에 있어서의 미립자 배열구조체의 모식공정단면도,
도 14는 본 발명의 실시예 8에 있어서의 미립자 배열체의 모식단면도,
도 15는 본 발명의 실시예 9에 있어서의 누적한 미립자 배열체를 에너지 조사에 의해 패터닝한 모식단면도,
도 16은 본 발명의 실시예 10에 있어서의 원주상으로 에너지 조사하여 패터닝한 모식단면도,
도 17은 본 발명의 실시예 11에 있어서의 직사각형 형상으로 에너지 조사하여 패터닝한 모식단면도,
도 18은 본 발명의 실시예 12에 있어서의 원주상으로 에너지 조사하여 패터닝한 모식단면도,
도 19a는 본 발명의 실시예 12에 있어서의 자기기록매체의 단면도의 일례(수직 기록방식의 경우)를 나타내는 단면도, 도 19b는 본 발명의 실시예 12의 면내기록방식의 경우를 나타내는 단면도,
도 20a는 본 발명의 일실시예의 자기기록재생장치를 나타내는 모식평면도, 도 20b는 단면도.
도 21은 본 발명의 실시예 13에 있어서의 반도체 소자의 단면도,
도 22는 본 발명의 실시예 14에 있어서의 메모리 소자의 단면도,
도 23a∼도 23d는 본 발명의 실시예 14에 있어서의 메모리 소자의 단면도,
도 24는 본 발명의 실시예 15에 있어서의 자기저항효과소자의 모식평면도,
도 25는 실드형 자기헤드의 개략사시도,
도 26은 요크형 자기헤드의 개략사시도,
도 27은 본 발명에서 사용하는 것이 가능한 기판표면의 단분자막과 미립자 표면의 단분자막의 결합의 일례를 나타내는 화학식,
도 28은 본 발명에서 사용하는 것이 가능한 기판표면의 단분자막과 미립자 표면의 단분자막의 결합의 일례를 나타내는 화학식,
도 29는 본 발명의 일실시예의 자기기록매체의 단면모식도,
도 30은 종래의 자기기록매체 및 헤드의 단면모식도,
도 31은 종래의 자기기록매체 및 헤드의 단면모식도,
도 32는 본 발명의 일실시예의 자기기록매체 및 헤드의 단면모식도,
도 33은 본 발명의 다른 실시예의 자기기록매체 및 헤드의 단면모식도,
도 34a∼도 34b는 본 발명의 실시예 20 및 21에 있어서의 미립자의 배열방법의 일례를 나타내는 도면,
도 35는 본 발명의 실시예 21에 있어서의 미립자의 배열방법에 있어서의 오목볼록의 형성예를 나타내는 도면, 및
도 36a∼도 36d는 본 발명의 실시예 20 및 21에 있어서의 미립자의 형성방법에 있어서의 오목볼록의 형성방법의 일례를 나타내는 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 10, 20, 30, 36, 50, 60, 72: 미립자
2, 4, 11, 13, 21, 23, 31, 33, 37, 51, 53, 61, 63, 66, 71, 73: 단분자막
3, 12, 22, 32, 52, 62, 80: 기판
5, 14, 24, 34, 38, 54, 67, 74: 화학결합
6, 15, 25, 35, 39, 40, 70, 75: 미립자 배열체
64: 고압 자외선 램프 65: 금속 마스크
81: 미립자로 이루어지는 구조물의 패턴
미립자 표면에 형성한 유기 코팅막과 기판표면의 유기 코팅막 사이의 결합은 공유결합, 이온결합, 배위결합, 분자간 힘 중에서 형성된다. 그 때문에 미립자와 기판은 고정되고, 종래 기술에서 과제이었던 실용면, 제조면 및 내구성의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 필요에 따라 미립자끼리 사이에서의 결합도 행해지기 때문에, 이 때도 실용면, 제조면 및 내구성의 문제도 해결된다.
또한, 유기 코팅막이 단분자막인 경우는 미립자의 간격을 미세하게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 단분자막을 셀프 어셈블막(자기조직막)으로 형성하면, 미립자의 재료에 의한 유기 코팅막 형성이 가능해진다. 여기서, 셀프 어셈블막(자기조직막)이란 분자 말단에 티올기, 클로로실란기, 배위결합기, 이소시아네이트기, 또는 알콕시실란기 등의 작용기를 갖고, 기재 표면 또는 미립자 표면과 공유결합에 의해 화학적으로 고정될 수 있는 막을 말한다. 이러한 셀프 어셈블막은 구성하는 분자와 기재 또는 미립자 사이에 공유결합이 형성되기 때문에, 실용면, 제조면 및 내구성의 문제가 해결된다.
또한, 미립자를 구성하는 재질이 금속, 금속 산화물, 양성 원소, 양성 원소 산화물, 수지 또는 이들 다수의 복합체 또는 화합물이면, 다양한 기능 성능의 요구에 응한 기판과 결합한 미립자로 이루어지는 구조물의 형성이 가능해진다. 양성 원소, 양성 원소 산화물 및 수지의 구체적 물질명은 다음 기판과 마찬가진 것을 사용할 수 있다.
또한, 기판을 구성하는 재질이 금속, 금속 산화물, 양성 원소(예컨대 알루미늄, 주석, 납, 크롬, 아연, 규소 등), 양성 원소 산화물(산화알루미늄, 산화주석, 산화아연, 산화규소 등), 수지(폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 불소 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등) 또는 이들 다수 재료의 복합체(탄화규소 섬유 복합수지, 탄소섬유 분산수지, 글래스 필러 분산수지 등)이면, 다양한 기능 성능의 요구에 응한 기판과 결합한 미립자 배열체의 형성이 가능해진다.
본 발명에 있어서 바람직하게는 자성 미립자를 사용한다. 자성 미립자란 자성 원소를 포함하는 미립자를 말한다. 자성 원소란 주기율표의 3d 전이금속 또는 희토류 원소이고, 예컨대 Fe, Co, Ni 등이 특히 바람직하다.
에너지선은 자외선, 원자외선, X선, 감마선으로 사용가능하기 때문에, 유기 코팅막을 구성하는 다양한 작용기를 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 에너지선으로서 플라스마를 사용함으로써 용이하게 화학반응기를 발생시킬 수 있어, 유기 코팅막을 구성하는 다양한 작용기를 사용하는 것이 가능해진다.
상기 미립자에 형성한 단분자막과 기판에 형성한 단분자막의 결합의 일례를 도 27∼도 28에 나타냈지만, 하기에도 나타낸다.
(1) 아미노기와 -ClCO기 반응계
(2) 수산기와 -ROSi기 반응계
(3) 벤질기와 아미노기 반응계
(4) 벤질기와 페닐기 반응계
(5) 알데히드기와 아미노기 반응계
(6) 페닐기와 알킬기 반응계
(7) 페닐기와 -ClCO기 반응계
(8) 벤질기와 벤조알데히드기 반응계
(9) 이소시아네이트기와 아미노기 반응계
(10) 이소시아네이트기와 수산기 반응계
(11) 에폭시기와 아미노기 반응계
(12) 카복시기와 수산기 반응계
(13) 불포화 결합기와 할로겐기 반응계
(14) 카복시기와 아미노기 반응계
도 27∼도 28에 있어서, R1, R2는 각각 탄소수 1 이상 30 이하의 알킬쇄를 주로 하는 기, 단, R1및 R2에는 기판 또는 미립자와 결합가능한 작용기(클로로실란기, 티올기, 이소시아네이트기, 알콕시실란기, 배위결합을 형성하는 기)가 있다. 또한, 해당 작용기에 불포화 결합, 환상기(벤젠환, 헤테로환, 사이클로환, 단환식 탄화수소기, 다환식 탄화수소기 등), 화학합성상 필요한 결합기(에스테르 결합기, 에테르 결합기, 황을 포함하는 결합기, 질소를 포함하는 결합기 등)을 포함하는 경우가 있다. R1및 R2는 동일기이어도 상이한 기이어도 된다.
자기기록방식은 크게 나눠 수직 자기기록방식 및 면내 자기기록방식이 있다. 수직 자기기록방식이란, 막면 수직방향으로 매체의 자화를 기록하는 방식이고, 면내 기록방식이란 막면내 헤드 슬라이딩 방향으로 자화를 기록하는 방식이다. 현재, 통상 면내 자기기록방식이 사용되고 있지만, 장래적으로는 수직 자기기록방식쪽이 고밀도 기록에 적합하다고 추정되고 있다. 본 발명의 자기기록매체는 수직 자기기록매체, 면내 자기기록매체 중 어느 쪽의 경우에도 사용할 수 있다.
본 발명의 자기기록매체의 단면도의 일례를 도 19a∼도 19b에 나타낸다. 도 19a는 수직기록에 사용하는 매체의 예이고, 도 19b는 면내 기록에 사용하는 예이다. 도 19a의 자기기록매체는 비자성 기판(204) 상에 직접 또는 기초층을 통해, 연자성 박막층(203)이 형성되고, 또한 그 위에 직접 또는 적당한 기초층을 통해 자성 미립자(201)로 이루어지는 자기기록층(202)이 형성되어 있다. 자기기록층(202)은 예컨대 3nm 이상 50nm 이하의 평균입자직경의 자성 미립자(201)와 자성 미립자(201)를 덮는 피복(205)으로 형성되어 있다. 피복(205)은 자성 미립자(201)를 일정한 간격으로 배치하는데 도움이 된다. 피복(205)의 재료는 본 발명에서 나타내 유기 코팅막이다. 자성 미립자(2010의 재료로는 일축 결정 자기이방성 정수(Ku)가 큰 FePt, CoPt, FePd, MnAl, Co, Co-Pt, Sm-Co, Fe-Nd-B 등의 재료가 좋지만, 특히 Ku가 크고, 내식성 등의 실용성의 양쪽 관점에서는 FePt, CoPt의 Ll0층의 규칙 합금이 우수하다. 또한, 고밀도 기록에 알맞은 자성 재료에 관해서는 예를들면, 문헌(참조: IEEE Transactionon Magnetics, vol.36, No.1, 2000년, 제1O페이지∼에 Weller 등)의 해설이 있다.
자성 미립자(201)의 크기로는 고밀도 기록의 관점에서는 되도록이면 작은 것이 바람직하다. 그렇지만, 열요동의 관점에서는 되도록이면 큰 것이 좋다. 그리고, 상기한 바와 같이, Ku가 큰 재료일수록 입자 크기가 작아도 열요동에 대하여 보다 자화가 안정하다. 구체적으로 자성 미립자의 크기로는 적어도 3nm 이상, 바람직하게는 4nm 이상의 크기가 좋고, 상한은 50nm 이하, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 8nm 이하이다.
또한, 미립자층의 층수이지만, 도 19a∼도 19b에 나타내는 바와 같이 1층만 균일하게 배열되는 것이 가장 바람직하지만, 균일하게 배열되어 있으면, 2층 또는 3층이라는 다수층 미립자가 누적하여 배열하고 있는 것도 이용할 수 있다.
연자성 박막층(203)의 재료로는 자기 뒤틀림이 적고, 결정 자기이방성이 작은 재료가 우수하다. 결정질의 것, 비정질의 것, 어느 것이나 본 발명에서는 사용가능하다. 구체적으로는, Ni-Fe, Co-Nb-Zr, Fe-Ta-C, Co-Ta-Zr, Fe-Al-Si 등의 금속재료 또는 페라이트 등의 산화물 재료가 적용가능하다. 연자성 박막층(203)의 막두께로는 연자성 막의 포화를 막는 관점에서 어느 정도의 막두께는 필요하고, 적어도 100nm 이상, 바람직하게는 300nm 이상의 막두께가 바람직하다. 또한, 상한으로는 생산성의 관점, 표면평활성의 점 등으로부터 1㎛ 이하로 하는 것이 좋다.
기판(204)으로는 알루미늄 기판, 글래스 기판, 실리콘 기판 등의 비자성 재료가 사용된다.
다음에 도 19a에 나타내는 본 발명의 자기기록매체의 제조방법에 관해서 설명한다. 우선, 평탄한 비자성 기판(204) 상에 직접, 또는 기초층을 통해 연자성 박막층(203)을 형성한다. 연자성 박막층(203)의 형성방법은 액상법(도금법), 기상 급냉법 등의 방법이 있다. 이 중에서는 기상 급냉법이 좋다. 기상 급냉법으로는 CVD법, 스퍼터링법, 진공증착법 등이 있지만, 이 중에서는 스퍼터링법이 특히 유효하다. 또한, 초고밀도 기록에 있어서는, 매체의 평활성이 중요하기 때문에, 제작되는 연자성 박막의 표면을 이온 빔, 클러스터 이온 빔 등으로 처리하여, 평활성을 향상시키는 것도 유효하다.
이렇게 하여 형성한 연자성 박막층 상에, 또한 본 발명의 미립자로 이루어지는 구조물의 형성방법에 따라 유기 코팅막을 형성한다.
또한, 자기기록층(202) 상에 보호층(206)을 형성한다. 보호층(206)으로는 예컨대 고체 보호층으로서 다이아몬드상 카본막(DLC막)등을 사용하여, 또한 필요에 따라 액체 윤활제를 도포한다.
보호층(206) 형성후 또는 형성전에, 보다 바람직하게는, 고온, 자계 중에서 자기기록매체를 열처리한다. 특히 FePt, CoPt 등의 계에서는 열처리에 의해, 규칙화시키는 것에 따라 보자력을 발생시킨다. 열처리시의 온도는 500℃ 이상, 바람직하게는 550℃ 이상이 바람직하다. 또한, 온도가 지나치게 높으면 보자력이 지나치게 커진다, 연자성 막의 특성이 열화하는 등의 문제가 생기는 일이 있기 때문에, 높아도 700℃ 이하, 바람직하게는 650℃ 이하이다. 열처리할 때에는 막면 수직방향으로 적어도 5kOe 이상, 바람직하게는 10kOe 이상의 자계를 가한다. 자계가 15kOe를 넘으면 자계인가장치가 지나치게 커지기 때문에, 필요에 따라 15kOe 이하, 바람직하게는 12kOe 이하의 자계로 한정시킬 수 있다. 이 열처리 중의 자계에 의해서, 미립자에 특정한 방향으로 자기이방성을 갖게 하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 경우, 자성 미립자 아래에 연자성 기초막이 형성되어, 이 연자성 막이 외부로부터의 강자계에 의해 막면 수직방향으로 자화되어, 자화된 연자성 막에 의해 강한 자계가 자성 미립자에 미치게 되기 때문에, 자성 미립자가 보다 강한 수직 자기이방성을 가지기 쉬워진다. 또한, 상기한 바와 같이 비교적 두꺼운 연자성 박막층(203)을 사용하면, 자성 미립자(201)에 수직 자기이방성을 부여하는 것에도 유효하다. 또한, 연자성 박막층에 이방성을 부여하기 위해, 열처리후에 보다 저온, 또한 저자계로 열처리를 행하여 연자성 막의 이방성을 다시 한번 고치는 것도 좋다.
도 19b는 면내 기록매체로서, 본 발명의 자기기록매체를 사용하는 경우의 구성예이다. 면내 기록매체의 경우는 수직 자기기록매체의 경우와 다르고, 연자성 기초막은 필요없다.
또한, 본 발명의 자기저항효과소자의 일례는 도 24에 나타내는 바와 같이, 기판 상에 균일하게 분산한 자성 미립자(401)상에 추가로 전극(402)을 구비한 것이다. 미립자(401)는 유기 코팅막으로 피복되어 있고, 미립자 사이의 간격은 적당히 유지되어 있다. 이 소자에 있어서, 2개의 전극간에 적당한 전압을 가하면, 도전성이 있는 미립자의 섬(島)을 통해 피복을 터널한 전류가 흐른다. 이 전류는 자성체의 자화의 방향에 따라 변화하기 때문에, 소위 자기저항효과가 발현한다. 미립자의 크기와 그 분산상태, 적층하고 있는 개수 등이 일정하지 않으면 터널저항이나 자기저항변화율이 벗어나 흩어지기 때문에, 안정한 특성의 소자를 작성할 수 없다. 본 발명의 방법으로 미립자의 기판상으로의 분산을 행하면, 미립자층의 막두께를 제어하면서, 그 분산을 제어할 수 있기 때문에, 양호한 특성의 자기저항효과소자를 작성할 수 있다.
또한, 본 발명의 자기저항효과소자를 사용하여, 자기 헤드를 구성하는 것이 가능하다. 도 25에 본 발명의 자기 헤드의 예로서 실드형 자기 헤드가 예를 도시한다. 실드형 헤드는 자기저항효과소자(411)가 직접 매체로부터 플럭스를 얻는 형으로 되어 있고, 감도가 높지만, 자기저항소자가 표면에 노출하고 있는 상태로, 내마모성은 요크형 헤드에는 뒤떨어진다. 자기저항효과소자(411)는 하부 실드(410)와 공통 실드(413) 사이에 절연층을 통해 끼워져 있다. 412는 자기저항소자부에 전류를 흐르게 하기 위한 리드(전극)이다. 공통 실드(413) 보다 아래의 부분은 재생 헤드, 윗부분은 기록 헤드부이다. 414는 기록 헤드의 상부 자극이고, 하부 자극은 재생 헤드의 상부 실드인 공통 실드부(413)가 겸하고 있다. 415는 기록 헤드에 자계를 발생시키기 위한 코일이고, 416은 기록 코어폭이다. 따라서, 도 25는 기록부와 재생부를 겸비한 소위 머지(merge)형 박막 헤드이다.
다음에, 도 26은 본 발명의 요크형 MR 헤드의 사시도이다. 이 요크형 헤드에 있어서는, 하부 요크를 겸하는 기판(420) 상에 자기 갭(422)이 형성되고, 자기 갭(422)의 표면 일부에 띠형상으로 자기저항효과소자(421)가 형성되어 있다. 이 자기저항효과소자(421)의 양단에는 전극(리드; 425)가 접속되어 있다. 리드(425)에 의해, 자기저항효과소자에는 센스 전류가 흐른다. 이 센스 전류에 따라 자기저항효과소자의 저항변화가 신호전압변화로서 취출된다.
한 쌍의 리드(425) 사이에서, 자기저항효과소자(421)의 상면에는 절연층(도시되지 않음)을 통해, 상부 프런트 요크(423) 및 상부 백 요크(424)가 형성되어 있다. 상부 프런트 요크(423)와 상부 백 요크(424)는 자기저항효과소자상에서 소정 간격을 유지하면서 서로 대향하도록, 자기 갭(422)로부터 자기저항효과소자(421) 상에 걸쳐서 형성되어 있다. 상부 프런트 요크(423) 및 상부 백 요크(424)는 기록매체로부터 유입하는 신호 자속을 효율 좋게 자기저항효과소자(421)에 안내하기 위한 자로를 형성하고 있다. 또한 도 26은 도 25와 다르게 재생 헤드부만을 나타내고 있다. 따라서, 실제의 자기 헤드에 있어서는, 도 26에 또한 기록 헤드부도 합쳐 형성하거나, 별도로 기록용 헤드를 사용한다.
기판(420)은 산화물 자성체로 형성하는 것이 바람직하다. 기판 재료로는 니켈아연(NiZn) 페라이트, 망간아연(MnZn) 페라이트가 바람직하다. 자기 갭(422)으로는 이산화규소(SiO2), 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN) 등으로 이루어지는 비자성체막이 바람직하다. 상부 프런트 요크(423) 및 상부 백 요크(424)로는 니켈철(NiFe), 코발트(Co)계 비정질, 센더스트(FeAlSi) 등의 연자성 막이 바람직하다. 또한 연자성 막과 비자성 막을 적층한 것도 유효하다. 리드(425)는 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈(Ta) 등의 금속 또는 이들의 합금 또는 이들의 적층체를 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.
이상은 자기저항효과소자를 자기 헤드에 사용하는 경우에 관해서 설명하였지만, 자기저항효과소자는 스핀 트랜지스터나 자기 메모리(MRAM, Magnetic Random Access Memory)에도 응용가능하다.
본 발명의 자기기록재생장치에 사용하는 기록 헤드로서는 링형 헤드, 단자극형 헤드 등이 있다. 면내 기록의 경우는 링형 헤드가, 수직 기록의 경우는 단자극형 헤드가 우수하다.
재생 헤드(자기 헤드의 재생부)로는 현재 자기저항변화를 이용한 MR 헤드(Magnetoresistive head)가 성행하여 사용되고 있다. 그 중에서도 거대 자기저항효과(Giant Magnetoresistance, GMR)를 사용한 GMR 헤드(스핀 밸브 헤드라고도 불리우고 있다)가 주류가 되고 있다. 그러나 이것도 한계에 가깝고, 100 Gbit/in2을 넘는 기록밀도에 있어서는 터널효과 TMR(Tunneling Magnetoresistance) 헤드나, 막면에 수직으로 전류를 흐르게 하는 GMR 효과를 이용한 CPP-GMR(Current Perpendiculer to the Plane) 헤드가 이용될 가능성이 높다. 또한, 상기한 본 발명의 자기저항효과소자를 사용한 자기 헤드는 TMR 헤드의 일례이다.
도 20a∼도 20b는 본 실시형태에 관한 자기기록매체를 사용한 자기기록재생장치(110)의 평면도 및 측면도이다.
하드 디스크 장치(110)는 본 실시형태에서 설명한 자기기록매체(이 경우는 자기 디스크; 116)와, 디스크를 구동하는 디스크 구동 모터(112)를 구비한다. 단자극 헤드와 같은 기록부와 재생부를 구비하는 자기 헤드는 슬라이더(120)에 설치되고, 슬라이더를 지지하는 헤드지지기구(130)와, 헤드지지기구(130)를 통해 자기 헤드를 트래킹하는 액츄에이터(114)를 구비하고, 헤드지지기구(130)는 암(122)과 서스펜션(124)을 구비한다.
디스크 구동 모터(112)는 디스크(116)를 소정 속도로 회전구동한다. 액츄에이터(114)는 자기 헤드가 디스크(116)의 소정 데이터 트랙에 액세스할 수 있도록, 자기 헤드를 유지하는 슬라이더(120)를 디스크(116)의 표면을 가로 질러 반경방향으로 이동시킨다. 액츄에이터(114)는 대표적으로는 직선식 또는 회전식의 보이스(voice) 코일 모터이다. 또한, 최근에는 자기 헤드의 위치결정 정밀도를 높이기 위해, 예를 들면 서스펜션도 구동시키는 것과 같은 2단 액츄에이터도 개발되어 있다. 본 발명은 이들 장치도 적용할 수 있다.
자기 헤드를 유지하는 슬라이더(120)는 예컨대 공기 베어링 슬라이더이다. 이 경우에는, 슬라이더(120)는 자기기록재생장치(110)의 기동ㆍ정지 동작시에는 디스크(116)의 표면과 접촉한다. 이 때, 디스크와 슬라이더 사이에서 마찰이 생기는 것을 막기 위해, 정지시에 슬라이더를 디스크상 밖으로 대피시키는 소위 로드ㆍ언로드 기구도 실용화되어 있다. 자기기록재생장치(110)의 정보기록재생동작시에는 슬라이더(120)는 회전하는 디스크(116)와 슬라이더(120) 사이에서 형성되는 공기 베어링에 의해 디스크(116)의 표면상에 유지된다. 슬라이더(120)에 유지된 자기 헤드는 디스크(116)에 정보를 기록재생한다.
또한, 반도체 소자를 작성하는 경우에는, 기판으로는 Si로 보다 구성되는 것이 바람직하다. Si 기판 상에는 고품질의 절연막인 SiO2막을 용이하게 형성할 수 있는 외에, 고도로 미세화한 반도체 프로세스를 사용하는 것이 가능하게 된다. 또한 화합물 반도체에도 적용할 수 있다.
또한, 반도체 소자를 작성할 때의 미립자로는 금속 또는 반도체의 미립자가 적합하다.
또한, 미립자가 금, 백금 또는 은으로 구성됨으로써, 용이하게 고도로 입경을 제어한 콜로이드 용액을 작성할 수 있어, 입경이 고른 미립자의 형성이 가능하게 된다.
또한, 미립자가 합금으로 구성됨으로써, 입경이 고른 미립자의 형성이 용이하게 된다. 이의 바람직한 예로는 FePt, CoPt 등의 합금이 있다.
한, 미립자가 백금, 텅스텐, 니켈, 철, 코발트, 티타늄 또는 이들 합금으로 해 구성됨으로써, 반도체 소자의 프로세스시의 미립자 구성원소의 반도체 중으로의 확산을 억제할 수 있어 바람직하다.
또한, 미립자가 실리콘, SiC, GaAs, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdSe, CdS, CdTe로 구성됨으로써, 반도체 소자 중에 반도체 양자 도트로서의 기능을 갖는 미립자를 형성할 수 있는 이점이 있다. 또한 이들 반도체 재료의 혼합결정 조성을 갖는 반도체 재료를 사용함으로써, 광범위하게 금제체(禁制體)폭을 제어한 미립자를 형성할 수 있다.
또한 미립자의 크기가 0.5nm 이상 10nm 이하의 직경의 미립자를 사용함으로써, 양자 도트 기능 또는 쿨롱 블로케이드 기능을 높일 수 있어 바람직하다.
도 29는 본 발명의 자기기록매체의 단면도의 일례이다. 본 발명의 자기기록매체는 비자성 기판(504) 상에 직접 또는 기초층을 통해 연자성 박막층(503) 형성되고, 또한 그 위에 자성 미립자(501)로 이루어지는 자기기록층(502)이 형성되어 있다. 자기기록층(502)은 3nm 이상 50nm 이하의 직경의 자성 미립자(501)와 자성 미립자(501)를 덮는 피복(505)로 구성되어 있다. 피복(505)은 자성 미립자(501)를 일정 간격으로 배치하는데 도움이 된다. 피복(505)의 재료는 비자성이면 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면 다이아몬드상 카본이다. 자성 미립자(501)의 재료로는 일축결정 이방성 정수(Ku)가 큰 FePt, CoPt, FePd, MnAl, Co, Co-Pt, Sm-Co, Fe-Nd-B 등의 재료가 좋지만, 특히 Ku가 크고 내식성 등의 실용성의 양쪽 관점에서는 FePt, CoPt의 Ll0층의 규칙 합금이 우수하다. 또한, 고밀도 기록에 알맞은 자성 재료에 관해서는, 예를들면 문헌[참조: IEEE Transaction on Magnetics, vol.36, No.1, 2000년, 제 1O 페이지∼에 Weller 등의 해설]이 있다.
자성 미립자(501)의 크기로는 고밀도 기록의 관점에서는 되도록이면 작은 것이 바람직하다. 그렇지만, 열요동의 관점에서는 되도록이면 큰 것이 좋다. 그리고, 상술한 바와 같이, Ku가 큰 재료일수록 입자 크기가 작더라도 열요동에 대하여 보다 자화가 안정하다. 구체적으로 자성 미립자의 크기로는 적어도 3nm 이상, 바람직하게는 4nm 이상의 크기가 좋고, 상한은 50nm 이하, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 8nm 이하가 좋다.
또한, 미립자층의 층수이지만, 도 29에 나타내는 바와 같이 1층만 균일하게 배열되는 것이 가장 바람직하지만, 균일하게 배열되어 있으면, 2층 또는 3층이라는다수층 미립자가 배열하고 있는 것도 이용할 수 있다.
연자성 박막층(503)의 재료로는 자기 뒤틀림이 적고, 결정 자기이방성이 작은 재료가 우수하다. 결정질의 것, 비정질의 것, 어느 것이나 본 발명에서는 사용가능하다. 구체적으로는, Ni-Fe, Co-Nb-Zr, Fe-Ta-C, Co-Ta-Zr, Fe-Al-Si 등의 금속재료 또는 페라이트 등의 산화물의 재료가 적용가능하다. 연자성 박막층(503)의 막두께로는 연자성 막의 포화를 방지하는 관점에서 어느 정도의 막두께는 필요하고, 적어도 100nm 이상, 바람직하게는 300nm 이상의 막두께가 바람직하다. 또한, 상한으로는 생산성의 관점, 표면평활성의 점 등으로부터 1㎛ 이하로 하는 것이 좋다.
기판(504)으로는 알루미늄 기판, 글래스 기판 등의 비자성 재료가 사용된다. 다음에 본 발명의 자기기록매체의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 도 30에 나타내는 자기기록매체를 제조하는 제 1 방법에 관해서 설명한다. 평탄한 비자성 기판(504) 상에 직접 또는 기초층을 통해 연자성 박막층(503)을 형성한다. 연자성 박막층(503)의 형성방법은 액상법(도금법), 기상 급냉법 등의 방법이 있다.
이 중에서는 기상 급냉법이 좋다. 기상 급냉법으로는 CVD법, 스퍼터링법, 진공증착법 등이 있지만, 이 중에서는 스퍼터링법이 특히 유효하다.
또한, 초고밀도 기록에 있어서는 매체의 평활성이 중요하기 때문에, 제작된 연자성 박막의 표면을 이온 빔, 클러스터 이온 빔 등으로 처리하여, 평활성을 향상시키는 것도 유효하다.
이렇게 하여 형성한 연자성 박막층 상에 또한 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성한 미립자를 도포한다. 유기 코팅막이 단분자막 또는 단분자막을 출발재료로 한 중합막이기 때문에, 미립자의 간격을 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 단분자막이 자기조직화 막으로, 티올기, 클로로실란기, 배위결합기, 이소시아네이트, 알콕시실란기 등의 화학반응기를 갖는 분자로 형성되기 때문에, 미립자의 소재에 따른 유기 코팅막 형성이 가능해진다.
미립자에 유기 코팅막을 형성하는 방법으로는 예를들면, 건조 분위기에서 비수계 불활성 용매로서 헥산 1OOmL에 말단작용기로서 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 O.O1mol/L의 헥산 용액을 작성하고, 그 후 그 용액에 자성 미립자(1)를 1OOmg 가하여 잘 교반한다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 헥산 용매 및 미반응 클로로실란 화합물과 자성 미립자를 분리함으로써 자성 미립자 표면 상에 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막이 형성된다.
또한, 에너지선을 유기 코팅막에 조사함으로써, 조사된 유기 코팅막에 화학반응기를 발생시키는 방법도 유효하다.
또한, 에너지선이 자외선, 원자외선, X선, 감마선으로 사용가능하기 때문에, 유기 코팅막을 구성하는 다양한 작용기를 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 에너지선으로서 플라스마를 사용함으로써 용이하게 화학반응기를 발생시킬 수도 있고, 본 방식에 의해서도 유기 코팅막을 구성하는 다양한 작용기를 사용하는 것이 가능해진다.
통상은 자기기록층(502) 위에 보호층을 형성한다. 보호층으로는 고체 보호층으로서 다이아몬드상 카본막(DLC막) 등을 사용하고, 또한 액체윤활제를 도포하는 경우가 많다.
또한, 다음에 본 발명의 미립자의 결정배향성 제어방법에 관해서 설명한다.
규칙층(Ll0) 구조를 갖는 화합물로는 FePd, FePt, CoPt, MnAl 등의 재료가 있다. 이 중, FePd, FePt, CoPt 등의 합금계에 있어서는 거의 1 대 1의 조성에서는 실온에서 규칙층이 안정층이고, 불규칙층은 준안정층이다. 일반적으로, 자기이방성, 보자력 등의 자기특성은 결정구조에 민감하고, 규칙층이나 불규칙층에 의해서도 자기특성에 영향을 준다. 그리고, 일반적으로는 규칙층 쪽이 자기이방성이 크고, 퀴리온도가 높은 것이 많다. 그러나, 본 발명의 실시예에 나타내는 바와 같은 화학합성법이나, 박막합성법, 또는 벌크로도 고온에서 급냉하여 작성한 경우에는 불규칙층이 형성되는 경우가 많다. 그래서, 열처리(소둔)에 따라, 불규칙층으로부터 규칙층을 얻는 것이 가능하지만, 본 발명자들은 이 열처리를 특별한 방법으로 행함으로써, 규칙화의 배향성을 제어할 수 있어, 결국 자기이방성의 방향을 제어할 수 있는 것을 알아냈다.
종래, 벌크 결정에 있어서는, Ll0규칙층을 갖는 FePd 합금으로 강자계를 인가하면서 퀴리온도 이상으로 가열하여 열처리하면, 자계인가방향으로 자기이방성을 분할할 수 있는 것이 알려져 있다(田中克志, Material, 2001년, 제40권, 제6호, 564 페이지-567 페이지). 본 발명자들은 FePt, CoPt, FePt의 미립자 시료에 관해서, 퀴리온도 이상의 온도에서 자계 중에서 열처리함에 따라, 자기이방성을 제어할수 있는 것을 알아냈다. 더구나, 이 때에 인가하는 자계는 벌크의 경우와 다르고, 벌크의 경우보다 훨씬 낮은 자계라도 유효한 것을 알았다. 이 이유는 통상 벌크 결정에 있어서는 불규칙 →규칙 변태에 의해 생기는 뒤틀림이 특정 변체(variant)의 성장을 저해하지만, 3∼50nm이라는 크기의 미립자에 있어서는 뒤틀림이 간단히 완화되기 때문이라고 추정된다.
표 1에는 Ll0규칙층을 갖는 합금의 규칙화 온도와, 규칙층의 퀴리온도(강자성체가 자기질서를 잃는 온도)를 나타낸다(Klemmer 등, Scripta Metallugicaet materialia, vol.33, Nos. 10/11, pp 1793-1805, 1995 외).
또한, 이들 특성은 실제로는 조성(규칙합금의 조성은 거의 1:1이지만, 이것으로부터 다소 차이가 있어도 동일한 결정구조를 나타낸다.)에 따라 다소 변동하기 때문에, 표 1의 수치는 기준이다.
미립자를 규칙화시킬 때의 최적 온도는 거의 퀴리온도(Tc) 이상의 온도가 좋다. 보다 바람직하게는 Tc + 10℃ 이상이 보다 적당하다. 또한 상한으로는 Tc + 200℃까지, 바람직하게는 Tc + 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 퀴리온도(Tc) + 50℃ 이하로 하는 것이 좋다.
또한, 인가하는 자계로는 1kOe 이상, 바람직하게는 5kOe 이상, 보다 바람직하게는 1OkOe 이상이 바람직하다. 너무 자계가 높으면 설비상 실시하기 곤란해지기 때문에 20kOe 이하, 바람직하게는 15kOe 이하로 하는 것이 좋다.
본 발명의 자기기록매체의 제조방법에 있어서, 열처리 공정에서는 상기 미립자의 결정배향성 제어방법과 동일하게 퀴리온도 이상의 온도에서 자계 중에서 열처리하는 것이 바람직하다.
또한, 막면에 수직방향으로 자계를 인가함으로써, 막면 수직방향에 자기이방성을 갖는 매체의 작성이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제 2 또는 제 5 자기기록매체의 제조방법의 경우, 자성 미립자(1) 아래에, 연자성 기초막이 형성되고, 이 연자성 막이 외부로부터의 강자계에 의해 막면 수직방향으로 자화되어, 자화된 연자성 막에 의해 강한 자계가 자성 미립자(1)에 미치게 되기 때문에, 보다 약한 자계로 자성 미립자가 보다 강한 수직 자기이방성을 가지기 쉬워진다. 또한, 상술한 바와 같이 비교적 두꺼운 연자성 박막층(3)를 사용하면 자성 미립자(1)에 수직 자기이방성을 부여하는 것에도 유효하다. 또한, 연자성 박막층에 적당한 이방성을 부여하기 위해, 열처리후에 또한 저온과 동시에 저자계로 열처리를 행하여 연자성 막의 이방성을 다시 한번 고치는 것도 좋다.
본 발명의 자기기록매체에 기록하는 자기 헤드는 도 32에 나타내는 바와 같은 단자극 헤드를 사용하는 것이 바람직하다. 단자극 헤드(520)는 코일(522)에 전류(510)를 흐르게 함으로써, 연자성체로 이루어지는 자극(521)으로부터 자계(자속; 511)이 발생한다. 단자극 헤드(520)로부터 발생하는 자계는 종래의 링헤드와 다르고, 자기기록층(502)에 있어서 자계의 막면 수직방향의 성분이 강하고, 본 발명의 자기기록매체에는 적합하다. 이 때, 자기기록층이 수직 자기이방성을 가지면, 자기기록재생을 행할 수 있다. 또한, 자속(511)은 자극(521)으로부터 기록층(502)을 통해 연자성 박막층(503)을 흐르게 된다.
단자극 헤드는 개방 자로(開磁路) 구조때문에, 이것을 개선하기 위해, 도 33에 나타낸 리턴 요크(523)를 형성한 타입의 단자극 헤드도 제안되어 있다. 이 경우, 리턴 요크(523)의 단면적은 자극(521)에 비하여 넓고 자속밀도는 작아지기 때문에, 리턴 요크가 기록층의 자화를 다시 쓸 가능성은 작다. 리턴 요크를 사용한 단자극 헤드를 사용함으로써, 보다 유효하게 본 발명의 자기기록매체에 자기기록할 수 있도록 된다.
재생 헤드(자기 헤드의 재생부)로는 현재 자기저항변화를 이용한 MR 헤드(Magnetoresistive head)가 성행하여 사용되고 있다. 그 중에서도 거대 자기저항효과(Giant Magnetoresistance, GMR)를 사용한 GMR 헤드(스핀 밸브 헤드라고도 불리우고 있다)가 주류가 되고 있다. 그러나 이것도 한계에 가깝고, 10OGbit/in2을 넘는 기록밀도에 있어서는 터널효과를 이용한 TMR(Tunneling Magnetoresistance) 헤드나, 막면에 수직으로 전류를 흐르게 하는 GMR 효과를 이용한 CPP-GMR(Current Perpendiculer to the Plane) 헤드가 이용될 가능성이 높다.
본 발명에서는 통상의 리소그래피 수법을 사용하여, 기판에 오목볼록을 형성한다. 오목볼록이 형성된 기판상에, 유기 코팅막을 부착한 미립자를 도포한다. 이때, 특히, 오목부(형성된 오목볼록 홈부분)의 상태를 모식적으로 도 34a∼도 34b에 나타낸다. 도 34a는 기판을 위에서 본 도면이고, I-I선으로 절단한 측면도가 도 34b이다. 리소그래피로 형성되는 홈 폭은 기껏 수 10nm, 통상 100nm 이상이고, 여기서 상정하고 있는 미립자(1∼50nm)에 비하여 충분히 크기 때문에, 더욱 다수의 미립자가 1개의 홈에 수용된다. 또한, 유기 코팅막(602)의 역할은 미립자(601)에 부착하여, 미립자끼리의 간격을 일정하게 유지하거나, 기판과 미립자의 거리를 일정하게 유지하는 역할이다. 이 유기 코팅막의 작용을 홈의 측면에 대하여도 이용하면, 미립자가 도 34a∼도 34b에 나타내는 바와 같은 어느 크기의 홈에 수용된 경우, 적당한 조건을 고르면, 미립자가 측면으로부터 일정 간격으로 병렬된다. 요컨대, 홈의 측면을 따라 미립자를 배열하는 것이 가능해진다.
여기서 사용되는 미립자의 크기는 1nm∼50nm 정도의 크기이다. 보다 바람직하게는 3nm 내지 10nm 정도의 것이 좋다. 현재, 리소그래피의 기술에 따라 작성할 수 있는 홈의 크기는 상기한 바와 같이 통상 방법에서는 1OOnm 정도이다. 본 발명의 방법은 중정도의 미세가공을 리소그래피를 이용한 방법, 또한 상세한 나노미터 스케일의 미립자의 배열을, 미립자의 자기조직화로 실현하는 것이다. 따라서, 미립자의 입경이 대략 리소그래피의 선폭(오목볼록부의 주기, 홈 폭, 길이에 상당)과 동등하게 되는 상태이어도 본 발명은 유효하지만, 원래의 의미가 없어진다. 일반적으로는 오목볼록의 주기가 미립자의 직경의 5배 이상, 보다 바람직하게는 10배 이상에서 효과적이다. 반대로 오목볼록의 주기가 미립자의 직경에 대하여 지나치게 크면, 오목볼록을 따른 미립자의 배열이 곤란해진다. 따라서, 오목볼록의 주기는미립자의 직경의 1000배 이하, 바람직하게는 100배 이하, 가장 바람직하게는 30배 이하로 한다.
형성되는 홈의 깊이로는 적어도 미립자의 직경의 1/3 이상의 깊이를 갖는 것이 바람직하다. 이것 이하의 깊이 밖에 없으면, 홈을 따라서 미립자를 배열시키는 능력이 저하한다. 보다 바람직하게는 미립자의 직경 이상의 깊이가 좋다. 또한, 홈의 깊이의 상한으로는 미립자를 홈 중에 배열시키는 형편상, 미립자의 직경의 10배 이하, 바람직하게는 5배 이하, 용도에 따라서는 2배 이하로 한다. 예를들면, 자기기록매체에 사용하는 경우에는, 너무 깊으면, 돌기부가 헤드의 선단에 충돌하는 등 문제를 발생하는 확률이 높아지므로, 미립자의 직경 이하 정도로 누르는 것이 바람직하다.
요컨대, 종래의 미립자의 배열방법으로는 자기조직화를 이용하더라도, 미립자의 배열방향을 제어하는 것은 곤란하지만, 본 발명의 방법에서는 자기조직화 방법에 리소그래피 방법을 조합함으로써, 이것이 가능하게 된다.
리소그래피 수법에 따라, 오목볼록을 형성하는 수법은 원하는 형상을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 일례를 도 36a∼도 36d에 나타낸다.
도 36a에서는 우선 유기 레지스터막(621)을 기판(620) 상에 형성한 후, 형성하고 싶은 패턴에 따라 작성한 마스크를 사용하여 노광하여, 레지스터의 일부를 감광시킨다. 이것에 의해 레지스터의 감광부 또는 비감광부를 제거하면 도 36b과 같은 같은 레지스터 패턴이 형성된다. 그 후, 예컨대 Au막(622)을 소정 막두께로 증착하여(도 36c), 잔존 레지스터 패턴을 제거하면, Au막으로 이루어진 돌기부가 형성된다(도 36d). 이렇게 하여 미세한 오목부를 형성할 수 있는 도 34a∼도 34b에 나타내는 바와 같이 코팅막(602)을 갖는 미립자(601)를 배열한다.
통상, 이러한 기판의 전처리, 기판으로의 유기 코팅막의 형성은 오목부 만으로 형성되어 있어도 좋다. 도 36과 같은 수법에 의한 오목볼록의 형성의 경우, 돌기부는 Au막, 오목부는 원래의 기판재료로, 재료가 다르기 때문에, 오목부만 선택적으로 반응하는 유기 코팅막의 형성을 행하는 등의 처리에 의해, 미립자를 오목부만으로 형성할 수 있다.
한편, 목적에 따라서는 오목볼록부와 함께 동일한 재료로 형성하여, 기판으로의 유기 코팅막의 형성도 오목볼록부 양쪽 모두에 형성하는 것도 가능하다. 이 경우는 오목부 뿐만 아니라 볼록부에도 미립자가 배열하게 된다. 볼록부에서의 미립자의 배열은 오목부 정도는 아니지만, 이 경우에도 어느 정도 패턴의 형상을 따른 것이 된다. 이 원인은 지금으로서는 명확치 않지만, 미립자에 부착한 유기 코팅막에 대한 상호작용이 볼록부의 단부와 중앙부에서는 다르기 때문인 것으로 추정된다.
오목볼록부를 동일한 재료로 구성하기 위해서는 예를들면, 도 3의 방법에서는 기판상에 레지스터를 도포하기 전에 Au층을 형성하여 놓으면, 오목부도 볼록부도 Au층으로 할 수 있다.
미립자로는 금속, 반도체, 금속 산화물 등이 있다. 금속에는 Au, Ag, Pt 등의 귀금속 등이나 그 합금 등 여러가지이다.
기판으로는 평활한 표면성을 갖는 것이면, 반도체, 금속, 글래스 기판 등 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는 Si, GaAs, Al, 알티크 기판 등 여러가지의 것이 이용가능하다.
이 미립자의 제작방법을 사용하여, 하드 디스크 장치에 사용하는 자기기록매체를 제조하는 경우에는, 리소그래피에 의한 패터닝 방법은 도 35에 나타내는 바와 같이, 디스크 기판(610)의 원주상에 원주를 따라, 오목볼록 패턴(611)을 형성하는 것이 좋다. 이 후에, 미립자를 기판상에 분산시킴으로써, 원주를 따라 미립자를 배열시킬 수 있다. 또한, 도 35에 있어서는 리소그래피에 의해 형성된 홈이 3줄만 기재되어 있지만, 실제의 자기 디스크에 있어서는 기판으로는 1인치, 1.8인치, 2.5인치, 3.5인치의 직경의 기판이 사용되고, 거기에 상기 리소그래피의 한계를 고려하여 1OOnm 이상의 간격으로 오목볼록을 형성한다.
이상과 같이 하여 작성한 오목볼록부에 형성하는 자기기록매체의 구성의 일례를 도 29에 나타낸다. 도 29에서는 비자성 기판(504) 상에 직접 또는 기초층을 통해, 연자성 박막층(503)이 형성되고, 또한 그 위에 자성 미립자(501)로 이루어지는 자기기록층(502)이 형성되어 있다. 자기기록층(502)은 3nm 이상 50nm 이하의 직경의 자성 미립자(501)와 자성 미립자(501)을 덮는 피복(502)으로 구성되어 있다. 피복(502)은 자성 미립자(501)를 일정한 간격으로 배치하는데 도움이 된다. 피복(502)은 유기 코팅막이다. 자성 미립자(501)의 재료로는 일축 결정 자기이방성 정수(Ku)가 큰 FePt, CoPt, FePd, MnAl, Co, Co-Pt, Sm-Co, Fe-Nd-B 등의 재료가 좋지만, 특히 Ku가 크고, 내식성 등의 실용성의 양쪽 관점에서는 FePt, CoPt의 Ll0층의 규칙 합금이 우수하다. 자성 미립자(501)의 크기로는 고밀도 기록의 관점에서는 되도록이면 작은 것이 바람직하다. 그렇지만, 열요동의 관점에서는 되도록이면 큰 것이 좋다. 그리고, 상기한 바와 같이, Ku가 큰 재료일수록 입자의 크기가 작더라도, 열요동에 대하여 보다 자화가 안정하다. 구체적으로 자성 미립자의 크기로는, 적어도 3nm 이상, 바람직하게는 4nm 이상의 크기가 좋고, 상한은 50nm 이하, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 8nm 이하이다.
또한, 미립자층의 층수는 1층만 균일하게 배열되는 것이 가장 바람직하지만, 균일하게 배열되어 있으면, 2층 또는 3층이라는 다수층 미립자가 배열하고 있는 것도 이용할 수 있다.
연자성 박막층(503)은 자기 뒤틀림이 적고, 결정 자기이방성이 작은 재료가 우수하다. 결정질의 것, 비정질의 것, 어느 것이나 본 발명에서는 사용가능하다. 구체적으로는 Ni-Fe, Co-Nb-Zr, Fe-Ta-C, Co-Ta-Zr, Fe-Al-Si 등의 금속재료 또는 페라이트 등의 산화물의 재료가 적용가능하다. 연자성 박막층(503)의 막두께로는 연자성 막의 포화를 막는 관점에서 어느 정도의 막두께는 필요하고, 적어도 100nm 이상, 바람직하게는 300nm 이상의 막두께가 바람직하다. 또한, 상한으로는 생산성의 관점, 표면평활성의 점 등에서 1㎛ 이하로 하는 것이 좋다.
기판(504)으로는 알루미늄 기판, 글래스 기판 등의 비자성 재료가 사용된다.
통상은 자기기록층(502) 위에 또한 보호층을 형성한다. 보호층으로는 고체 보호층으로서 다이아몬드상 카본막(DLC막) 등을 사용하고, 또한 액체윤활제를 도포하는 경우가 많다.
이상과 같이 하여 제작한 자기기록매체에, 보다 바람직하게는, 고온에서 자기기록매체를 열처리한다. 특히 FePt, CoPt 등의 계에서는 열처리에 의해 규칙화시킴으로써 보자력을 발생시킨다. 열처리시의 온도는 500℃ 이상, 바람직하게는 550℃ 이상이다. 또한, 온도가 지나치게 높으면 보자력이 지나치게 커진다, 연자성 막의 특성이 열화하는 등의 문제가 생기는 일이 있기 때문에, 높아도 700℃ 이하, 바람직하게는, 600℃ 이하로 하는 것이 좋다. 열처리할 때에는, 막면 수직방향으로 적어도 5kOe 이상, 바람직하게는 10kOe 이상의 자계를 가하는 것이 바람직하다. 자계가 15kOe 이상이면 자계인가장치가 지나치게 커지므로, 필요에 따라 15kOe 이하, 바람직하게는 12kOe 이하의 자계로 한정시킬 수 있다. 이 열처리 중의 자계에 의해서, 미립자에 특정 방향으로 자기이방성을 갖게 하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 경우, 자성 미립자(501) 아래에, 연자성 기초막이 형성되고, 이 연자성 막이 외부로부터의 강자계에 의해 막면 수직방향으로 자화되어, 자화된 연자성 막에 의해 강한 자계가 자성 미립자(501)에 미치게 되기 때문에, 자성 미립자가 보다 강한 수직 자기이방성을 가지기 쉬워진다. 또한, 상기한 바와 같이 비교적 두꺼운 연자성 박막층(503)을 사용하면, 자성 미립자(501)에 수직 자기이방성을 부여하는 것에도 유효하다. 또한, 연자성 박막층에 적당한 이방성을 부여하기 위해, 열처리후에 또한 저온과 동시에 저자계로 열처리를 행하여 연자성 막의 이방성을 다시 한번 고치는 것도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 기판상으로의 미립자의 고정을 가능하게 하고, 생산성, 내구성, 실용성에서 대폭적인 향상을 기대할 수 있다. 또한,현재 필요로 하는 기능의 특정 등을 실현하는 패턴형성도 실현가능해져, 이들 효과에 의해, 그 공업적 가치는 커지는 것이다. 대표예로서, 본 발명의 방법에서 자기 디스크를 형성하면, 자성 미립자의 층두께와, 배열 패턴을 제어한 것을 작성할 수 있고, 고밀도 기록재생이 가능한 매체를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해서 도면을 사용하여 설명한다.
(실시예 1)
본 실시예에 관해서 도 1a∼도 1c, 도 2a∼도 2c 및 도 3a∼도 3b를 사용하여 설명한다.
건조분위기하에서, 비수계 불활성 용매인 헥산 1OOmL에 말단적용기로서 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물(벤질트리클로로실란(C6H5-CH2-SiCl3))를 가해 O.O1mo1/L의 헥산 용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 자성 미립자(평균입자직경 5nm의 Fe0.52Pt0.48(조성은 원자비율); 1)을 1OOmg 가하여 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 건조 클로로포름에 침지하여 세정하여, 상기 헥산 용매 및 미반응 클로로실란 화합물을 분리하였다. 이 조작에 의해 자성 미립자(1)의 표면상에 존재하는 수산기(-OH)와 상기 클로로실란 화합물 사이에서 다음 화학식(1)과 같은 탈염화수소반응이 일어나서 단분자막(2)을 형성할 수 있다(도 1a∼도 1c).
C6H5-CH2-SiCl3+ HO-미립자 →C6H5-CH2-Si(-O-)3미립자 (1)
도 1a는 자성 미립자(1)의 단면도이고, 도 1b는 자성 미립자(1)의 표면이 단분자막(2)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 1c는 도 1b의 A의 부분확대단면도이다.
한편, 실리콘 기판(3)에 대하여도 단분자막을 형성하였다. 우선, 건조분위기하에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 클로로실란 화합물(클로로메틸페닐에틸트리클로로실란(CH2Cl-C6H4-(CH2)2-SiCl3))를 가해 O.O1mo1/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기하에서 이 용액 20mL을 사용하여, 실리콘 기판(3)을 상기 용액에 침지하여 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판을 취출하여, 건조분위기에서 상기 기판을 건조 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 상기 기판(3)을 취출하였다.
이 조작에 의해 실리콘 기판(3)의 표면상에 존재하는 수산기(-OH)와 상기 클로로실란 화합물 사이에서 다음 화학식(2)과 같은 탈염화수소반응이 일어나서, 단분자막(4)을 형성할 수 있었다(도 2a∼도 2c).
CH2Cl-C6H4-(CH2)2-SiCl3+ HO-기재 →CH2Cl-C6H4-(CH2)2-Si(-O-)3기재 (2)
도 2a는 실리콘 기판(3)의 단면도이고, 도 2b는 실리콘 기판(3)의 표면이 단분자막(4)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 2c는 도 2b의 B의 부분확대단면도이다.
다음에, 상기 기판표면에 상기 자성 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 자성 미립자를 클로로포름에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 클로로포름 50mL에 대하여 100mg로 하였다. 상기 기판을 넣은 마이크로 반응용기를 유욕(油浴)에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 클로로포름 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기클로로포름 용액으로 젖은 상태로 하였다. 또한 염화알루미늄을 극히 소량 가하여, 교반자로 잘 교반하였다. 이어서 유욕의 온도를 올려 120℃ 정도로 설정하여 가열하였다. 기판상의 클로로포름은 곧 기화하기 때문에 그것을 누르기 위해 마이크로 반응용기에 냉각관을 부착시켜 클로로포름 용액의 감소를 억제시켰다. 1시간후, 기판상에는 자성 미립자가 남아, 자성 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리가 화학반응(탈염화수소반응)하였다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에로 대하여만 행해져, 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않고, 반응후에 기판을 헥산으로 세정함으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻겨 내었다. 기판상에는 탈염화수소반응이 일어난 자성 미립자가 화학결합(5)을 포함하는 분자(2, 4)로 고정된다(도 3a).
이상의 조작에 의해, 기판(3) 표면상에 미립자 배열체(6)를 형성할 수 있었다(도 3b). 반응후는 고해상도 전자현미경에 의해 실리콘 기판상에 미립자로 이루어지는 층이 형성되어 있는 것을 확인하였다. 또한 클로로포름, 아세톤의 용제에 의해 미립자의 막이 실리콘 기판으로부터 박리하지 않은 것도 상기 고해상도 전자현미경에 의해 확인하였다. 또한, 후술하는 실시예의 평가도 상기와 같은 수법으로사용하여 실시하여 확인을 하였다.
다음에, 상기 방법을 사용하여 도 19a에 나타내는 자기기록매체를 형성하였다. 기판(204)으로는 실리콘 기판을 사용하여, 기판상에 연자성 박막층(203)으로서 막두께 300nm의 Fe-Ta-C 막을 스퍼터법으로 형성하였다. 이 막의 포화자속밀도(Bs)는 약 1.6T, 보자력(Hc)은 0.5 Oe, 투자율( μ)은 1000이다. 다음에, 상기한 단분자막을 형성한 자성 미립자(201)로서 평균입자직경 5nm의 Fe0.52Pt0.48(조성은 원자비율) 미립자로 이루어지는 자기기록층(202)을 형성하였다. 이 때, 자기기록층(202)은 직접, 연자성 층(203) 위에 형성해도 좋지만, 단분자막의 부착성을 더욱 개선하기 위해, 적당한 기초층을 형성한데다가 형성하는 것도 좋다. 이 경우의 기초층으로는 SiO2등의 막이 바람직하다. 이 기초층의 막두께는 적어도 2nm 정도의 두께가 되지 않으면 효과가 없지만, 지나치게 두꺼우면 자기특성에 나쁜 영향을 주기 때문에 10nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이하로 해야 한다. 또한 단분자막은 형성후는 자성 미립자의 간격을 바람직하게 제어하는 피복층(205)으로의 역활을 다한다. 또한, 자기기록층(202) 위에 카본계 보호막(206)을 형성하였다. 이러한 도 19a에 나타내는 구성의 자기기록매체의 FePt 미립자의 자기특성을 나타내기 위해 600℃에서 약 1시간 열처리하였다. 이렇게 하여 작성한 본 실시예의 자기기록매체의 보자력을 측정한 바 5kOe이고, 고밀도 자기기록매체로서 바람직한 값을 나타내었다. 또한, 전자현미경으로 관찰하면, 자기기록층(202)은 미립자(201)가 기판표면상에 균일한 두께와 간격을 유지하여 분산하고 있어, 고밀도 자기기록에 바람직한 자기기록매체가 얻어졌다.
(실시예 2)
본 실시예에 관해서 도 4a∼도 4a, 도 5a∼도 5c 및 도 6a∼도 6b를 사용하여 설명한다.
건조분위기하에서, 부틸알콜 1OOmL에 수산기를 말단작용기로 갖는 티올 화합물(4-머캅토-1-부탄올(HS-(CH2)4-OH))을 가해 O.O1mo1/L의 부틸알콜 용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 평균입자직경 5nm의 Pt 미립자(10)을 100mg 가하여 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 부틸알콜 및 미반응 티올 화합물과 Pt 미립자를 분리하여, Pt 미립자 표면상에 상기 티올 화합물로 이루어지는 단분자막(11)을 형성하였다(도 4a∼도 4c).
도 4a는 Pt 미립자(10)의 단면도이고, 도 4b는 Pt 미립자(10)의 표면이 단분자막(11)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 4c는 도 4b의 C의 부분확대단면도이다.
한편, 내열성 글래스 기판(12)에 대하여도 단분자막 형성처리를 행하였다. 건조분위기하에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 에폭시기를 말단에 갖는 클로로실란 화합물(5,6-에폭시헥실트리클로로실란(CH2OCH-(CH2)4-SiCl3))를 가해 O.O1mo1/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL을 채용하여, 상기 기판(12)을 상기 용액에 침지하여 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판(12)을 취출하고, 건조분위기에서 상기 기판을 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 기판을 취출하였다. 기판표면상에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(13)이 형성되었다(도 5a∼도 5c).
도 5a는 기판(12)의 단면도이고, 도 5b는 기판(12)의 표면이 단분자막(13)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 5c는 도 5b의 D의 부분확대단면도이다.
다음에, 상기 기판표면에 상기 귀금속 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 귀금속 미립자를 부틸알콜에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 헥산 50mL에 대하여 100mg로 하였다. 상기 기판을 핫 플레이트상에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 부틸알콜 용액을 몇방울 적하하여, 기판 표면이 상기 부틸알콜 용액으로 젖은 상태로 하였다. 이어서 핫 플레이트의 온도를 올려, 150℃ 정도로 설정하여, 가열하였다. 기판상의 부틸알콜은 곧 기화하여, 기판상에는 귀금속 미립자가 남아, 귀금속 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이 행해졌다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 귀금속 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대하여만 행해져, 귀금속 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않고, 반응후에 기판을 부틸알콜로 세정함으로써 미반응 귀금속 미립자를 기판으로부터 씻어 낼 수 있었다. 도 6a에는 기판상에 에폭시 개환반응이 일어나, 화학결합(14)을 포함하는 분자(11, 13)로 고정되어 있는 예를 나타낸다.
이상의 조작에 의해, 기판(12) 표면상에 미립자 배열체(15)를 형성할 수 있었다(도 6b).
(실시예 3)
본 실시예에 관해서 도 7a∼도 7c, 도 8a∼도 8c 및 도 9a∼도 9b를 사용하여 설명한다. 에틸알콜을 용매로 하여 말단에 아미노기를 갖는 메톡시실란화합물(4-아미노부틸트리메톡시실란(NH2-(CH2)4-Si(OCH3)3)의 O.O1mol 용액을 작성하였다. 이 용액 50mL에 자성 Co 미립자(20)를 10mg을 가하여, 완만하게 교반하고, 다음에 반응촉진을 위해 1M 염화수소수를 1mL 가하여 추가로 교반하였다. 반시간후에 고액 분리를 행하여, 평균입자직경 9nm의 자성 Co 미립자를 취출하여, 에틸알콜 100mL 중에 해당 자성 Co 미립자 약 10mg을 넣어, 완만하게 교반하여 세정하였다. 그 후, 다시 고액 분리를 행하여 자성 미립자를 취출하였다. 다음에, 해당 자성 미립자를 120℃로 설정한 가열장치에 넣어, 반시간 정치하였다. 이들 조작에 의해 자성 미립자 표면에 메톡시실란 화합물로 이루어지는 단분자막(21)이 형성되었다(도 7a∼도 7c).
도 7a는 자성 미립자(20)의 단면도이고, 도 7b는 자성 미립자(20)의 표면이 단분자막(21)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 7c는 도 7b의 E의 부분확대단면도이다.
한편, 실리콘 기재(22)의 표면에도 동일한 처리를 행하여, 단분자막을 형성하였다. 에틸알콜을 용매로 하여 말단에 카복시기를 작용기로서 갖는 메톡시실란 화합물(10-카복시-1-데칸트리메톡시실란(COOH-(CH2)10-Si(OCH3)3))의 O.O1mol 용액을 작성하였다. 이 용액 5OmL를 페트리 접시에 채용하여, 그 용액에 염화수소수를 1mL 가한 후에, 2cm x 3cm의 실리콘 기판(22)을 침지하여, 약 1시간 정치하였다. 다음에 실리콘 기판을 용액으로부터 취출하여, 에틸알콜로 수회 기판표면을 세정하였다. 기판표면에 건조 질소가스를 대어 기판표면을 건조하고, 그 후 120℃로 유지한베이크 장치에 해당 기판을 넣어, 반시간 정치하였다. 이들 조작을 거쳐 실리콘 기판표면에 메톡시실란 화합물로 이루어지는 단분자막(23)이 형성되었다(도 8a∼도 8c).
도 8a는 실리콘 기판(22)의 단면도이고, 도 8b는 기판(22)의 표면이 단분자막(23)으로 덮어져 있는 단면도이고, 도 8c는 도 8b의 F의 부분확대단면도이다.
다음에, 상기 자성 미립자 약 10mg을 에틸알콜 10 mL에 가하여 상기 단분자막 형성을 끝낸 자성 미립자를 에틸알콜에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 좋다. 상기 기판을 핫 플레이트에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 에틸알콜 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 에틸알콜 용액으로 젖은 상태로 하였다. 이어서 핫 플레이트의 온도를 올려, 150℃ 정도로 설정하여, 가열하였다. 기판상의 에틸알콜은 곧 기화하여, 기판상에는 자성 미립자가 남아, 자성 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 탈수반응이 행해졌다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대해서만 행해져, 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않고, 반응후에 기판을 에틸알콜로 세정함으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻어 낼 수 있어, 기판상에는 반응이 일어난 자성 미립자가 화학결합(24)으로 고정되었다. 도 9a에는 기판상에 탈수반응이 일어나, 아미드 결합(-NHC0-; 24)을 포함하는 분자(21, 23)으로 고정되어 있는 예를 나타낸다.
이상의 조작에 의해, 기판(22) 표면상에 미립자 배열체(25)를 형성할 수 있었다(도 9b).
(실시예 4)
본 실시예에 관해서 도 10a∼도 10b를 사용하여 설명한다.
실시예 2에 나타내는 바와 같이, 수산기를 말단작용기로서 갖는 티올 화합물로 이루어지는 단분자막(31)을 제 1 자성 Co 미립자(30; 평균입자직경 9nm)의 표면상에 형성하고, 상기 제 1 자성 미립자를 유지하는 기판(32)에 대해서도 에폭시기를 말단작용기로서 갖는 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(33)을 형성하고, 그 후 상기 기판표면에 상기 제 1 자성 미립자를 유지하는 화학결합반응의 조작을 행하여, 상기 제 1 자성 미립자는 기판표면상에서 화학결합(34)을 형성하고, 제 1 미립자 배열체(35)를 형성하였다(도 10a).
이어서, 건조분위기에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하고, 해당 용매 100mL에 에폭시기를 말단작용기로서 갖는 클로로실란 화합물을 가해 0.01mol/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL을 채용하여, 제 2 자성 Fe0.5Pt0.5미립자(평균입자직경 5nm; 36)에 상기 용액을 접촉시켜, 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 제 2 미립자의 접촉을 끝내고, 건조분위기에서 상기 미립자를 클로로포름에 접촉시켜 세정을 행하였다. 그 후, 상기 미립자를 취출하였다. 일련의 조작을 종료하여 상기 제 2 미립자의 표면상에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(37)이 형성되었다.
다음에, 상기 기판(32)의 표면에 자성 미립자(30)를 유지하는 조작을 행한 기판에 새로이 제 2 자성 미립자(36)를 접촉시키는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 종료한 자성 미립자를 부틸알콜에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 본 실시예의 경우는 헥산 50mL에 대하여 100mg로 하였다. 상기 기판을 핫 플레이트상에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 부틸알콜 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 부틸알콜 용액으로 젖은 상태로 하였다. 이어서 핫 플레이트의 온도를 올려 150℃ 정도로 설정하여 가열하였다. 기판상의 부틸알콜은 곧 기화하여, 기판상에는 제 2 자성 미립자가 남아, 먼저 기판상에 형성된 제 1 미립자(30)와 이번 단분자막의 처리를 행한 제 2 미립자(36)의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이 행하여졌다. 이 반응은 2종류의 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대해서만 행해져, 제 2 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기와 기판에 형성되어 있는 단분자막 사이에서는 반응이 일어나지 않고, 반응후에 기판을 부틸알콜로 세정함으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻어 낼 수 있었다. 제 1 미립자(30)와 제 2 미립자(36)는 화학결합(38)으로 고정되었다. 그 결과, 기판(32)의 표면에, 제 1 미립자 배열체(35)와 제 2 미립자 배열체(39)는 일체화하여 고정되었다(도 10b).
(실시예 5)
본 실시예에 관해서 도 11을 사용하여 설명한다.
실시예 4에 나타내는 기판(32)에 형성한 단분자막이 미립자 표면에 형성되어 있는 제 1 미립자 배열체(35; 미립자: 평균입자직경 9nm의 자성 Co 미립자)를 사용하여, 실시예 4에서 형성된 제 2 미립자 배열체(39; 미립자: 평균입자직경 5nm의 자성 Fe0.5Pt0.5미립자) 위에, 제 3 미립자 배열체(40; 미립자: 평균입자직경 6nm의 Si 미립자)를 형성하였다.
조작방법은 실시예 4에 나타내는 조건과 동일하게 하였다. 그 결과, 실시예 4에 나타낸 제 2 미립자 배열체(39) 위에 제 3 미립자 배열체(40)를 고정하여 형성할 수 있었다.
동일한 일련의 조작을 반복함으로써 임의의 누적수의 미립자로 이루어지는 배열체를 형성할 수 있다.
또한, 이종 재료에 미립자 배열체를 누적시키는 것도 본 실시예를 응용함으로써 가능하다.
(실시예 6)
본 실시예에 관해서 도 12를 사용하여 설명한다.
말단에 할로겐기(본 실시예에서는 브롬)를 갖는 클로로실란 화합물(14-브로로모테트라데실트리클로로실란(Br-(CH2)14-SiCl3))를 실리콘유에 약 1중량%의 농도가 되도록 용해시켰다. 이 용액 100mL에 대하여 실리콘계 무기 미립자(50)를 10g 넣어 잘 교반한 바, 실리콘 무기 미립자(평균입자직경 3nm의 Si 미립자)의 표면에서 클로로실란계 재료가 탈염화수소반응을 일으켜, 실리콘계 무기 미립자의 표면에 클로로실란계 재료로 이루어지는 단분자막(51)이 형성되었다. 반응을 종료한 상기 용액으로부터 미반응 클로로실란계 재료를 포함하는 실리콘유를 제거하고, 또한 수회다량의 클로로포름을 가하여 실리콘계 미립자를 세정하여, 최후에 반응을 종료한 실리콘계 무기 미립자를 얻었다.
또한, 상기 미립자를 놓는 기판이 되는 글래스판(52)에도 동일하게 불포화 결합기를 갖는 클로로실란 화합물(15-헥사데세닐트리클로로실란(CH2=(CH)-(CH2)15-SiCl3))의 실리콘유 용액을 작성하여, 이 용액에 글래스판을 접촉시켜, 반응후의 글래스판을 클로로포름으로 세정하여, 표면에 단분자막(53)이 형성된 글래스판을 얻었다.
상기 단분자막이 형성된 글래스 기판에 에너지선으로서 X선을 조사하였다. X선 조사에 의해 글래스 기판상의 단분자막의 불포화 결합기는 여기되어, 반응활성부위로 변화하였다. 즉시 상기 단분자막이 형성되어 있는 실리콘계 무기 미립자를 기판 표면에 접촉시킨 바 글래스 기판상의 단분자막과 실리콘계 무기 미립자 표면의 단분자막이 화학결합(54)을 일으켜, 글래스 기판상에 실리콘계 무기 미립자가 고정되었다. 이 화학결합은 미립자 사이에서는 생기지 않고, 결과로서 글래스 기판상에는 미립자로 이루어지는 구조물만을 형성할 수 있었다.
이 에너지선 조사를 반복함으로써 임의의 미립자로 이루어지는 구조물을 형성할 수 있는 것이 가능하게 된다.
(실시예 7)
본 실시예에 관해서 도 13a∼도 13d를 사용하여 설명한다.
실시예 1과 동일하게 건조분위기에서 비수계 불활성 용매로서 헥산 1OOmL에말단작용기로서 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 O.O1mo1/L의 헥산 용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 자성 Fe0.5Pt0.5미립자(평균입자직경 4nm; 60)를 100mg을 가하여, 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 헥산 용매 및 미반응 클로로실란 화합물과 자성 미립자를 분리하였다. 이 조작에 의해 자성 미립자 표면상에 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(61)이 형성되었다(도 13a).
한편, 상기 자성 미립자를 유지하는 기판(62)에 대하여도 실시예 1과 동일한 단분자막 형성 조작을 행하여, 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 단분자막을 형성하였다. 건조분위기에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 말단작용기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 0.01mol/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL을 채용하고, 상기 기판을 상기 용액에 침지하여, 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판을 취출하여, 건조분위기에서 상기 기판을 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 기판을 취출하였다. 기판 표면상에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(63)이 형성되었다(도 13b).
다음에, 기판을 금속 마스크(65)를 통해 500W 고압 자외선 램프(64) 하에 두고, 자외선을 조사하였다. 30초의 조사에 의해 자외선이 조사된 부분의 기판상 단분자막은 제거되고, 금속 마스크(65)로 덮어진 곳에만 단분자막(66)이 남았다(도13c).
다음에, 실시예 1과 동일하게 상기 기판표면에 상기 자성 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 자성 미립자를 클로로포름에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 클로로포름 50mL에 대하여 1OOmg로 하였다. 상기 기판을 넣은 페트리 접시를 핫 플레이트상에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 클로로포름 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 클로로포름 용액으로 젖은 상태로 하였다. 또한 염화알루미늄을 극히 소량 가하여, 잘 교반하였다. 이어서 핫 플레이트의 온도를 올려, 약 120℃로 설정하여 가열하였다. 기판상의 클로로포름은 곧 기화하기 때문에 페트리 접시로 뚜껑을 하여 클로로포름의 감소를 억제하였다. 1시간후, 기판상에는 자성 미립자가 남아, 자성 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이 행해졌다. 이 반응은 기판표면에 금속 마스크를 통해 형성된 단분자막의 작용기와 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대해서만 행해져, 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리 및 자외선 조사된 기판부분에서는 반응이 일어나지 않아, 반응후에 기판을 헥산로 세정함으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻어 낼 수 있고, 기판상에는 반응이 일어난 자성 미립자가 화학결합(67)으로 고정되었다. 이 자성 미립자는 결과로서 기판표면상의 금속 마스크로 덮어져 있는 부분에만 미립자가 배열한 구조체를 형성하였다(도 13d).
(실시예 8)
본 실시예에 관해서 도 14을 사용하여 설명한다.
실시예 7에서 패턴형성된 미립자 배열체(70)의 기판에 새로운 클로로실란 재료를 사용하여 미립자로 이루어지는 구조물이 형성되지 않은 부분에만 새로운 단분자막(71)을 형성하였다. 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 혼합액에 농도 1%의 말단이중결합의 클로로실란 화합물(18-노나데세닐트리클로로실란((CH2=CH-(CH2)18-SiCl3))의 용액을 작성하였다. 이 용액에 앞의 패턴화된 미립자로 이루어지는 구조물 구조의 기판을 침지하였다. 반시간후 기판을 취출하여, 클로로포름으로 세정을 행하였다. 이상의 조작에 의해 실시예 7에서 자외선을 조사함에 따라 실시예 7에서 단분자막이 제거된 곳에 다시 말단이중결합을 갖는 단분자막이 형성되었다. 또한, 이미 미립자의 패턴이 형성되어 있는 부분의 미립자 표면이나 기판상에는 새로운 단분자막의 형성은 확인되지 않았다. 따라서 선택적인 단분자막 형성이 될 수 있었다.
계속해서, 상기 기판에 과망간산칼륨 수용액을 사용하여 단분자막 구성 분자말단의 이중결합의 산화처리를 해하였다. 약 10시간의 침지에 의해, 이중결합부분은 COOH기로 변화하였다.
미립자에는 귀금속 미립자(평균입자직경 4nm의 Au 미립자; 72)를 사용하였다. 말단 아미노기의 티올 화합물(8-아미노-1-옥탄티올(NH2-(CH2)8-SH))을 에틸알콜에 용해시켜, 거기에 귀금속 미립자를 넣어, 24시간 교반함으로써 귀금속 미립자 표면에 티올 화합물에 의한 단분자막(73)을 형성하였다.
상기 기판과 상기 귀금속 미립자를 사용하여 미립자의 기판상으로의 고정 조작을 실시하였다. 헥산에 단분자막을 형성한 귀금속 미립자를 분산하고, 그 액을 기판에 적하하여, 120℃에서 가열처리하였다. 이 처리에 의해 귀금속 미립자의 유기 코팅막과 기판표면의 유기 코팅막은 화학결합(74)을 형성하여, 새로이 귀금속 입자로부터 구조물(75)이 기판(62)에 고정되었다.
(실시예 9)
본 실시예에 관해서 도 15를 사용하여 설명한다.
실시예 5에서 형성한 3층 구조의 미립자 배열체가 형성된 기판(80)에 금속 마스크를 통해 전자선을 조사하였다. 그 후, 상기 기판을 사염화탄소에 침지한 바 전자선을 조사한 부분의 미립자 배열체는 제거되고, 전자선이 조사되지 않았을 때만 미립자로 이루어지는 구조물이 남아, 기판상에 미립자로 이루어지는 구조물의 패턴(81)이 형성되었다.
(실시예 10)
본 실시예에 관해서 도 16을 사용하여 설명한다.
실시예 6에서 사용한 말단에 할로겐기(본 실시예에서는 브롬)를 갖는 클로로실란계 재료를 실리콘유에 약 1중량%의 농도가 되도록 용해시켰다. 이 용액 100mL에 대하여 자성 미립자를 10g 넣어 잘 교반한 바, 자성 미립자의 표면에서 클로로실란계 재료가 탈염화수소반응을 일으켜, 자성 미립자의 표면에 클로로실란계 재료로 이루어지는 단분자막이 형성되었다. 반응을 끝낸 상기 용액으로부터 미반응 클로로실란계 재료를 포함하는 실리콘유을 제외하고, 또한 수회 다량의 클로로포름을 가해 자성 미립자를 세정하여, 최후에 반응을 끝낸 자성 미립자를 얻었다.
또한, 상기 미립자를 배열시키는 기판으로서, 직경 1인치의 디스크상 글래스 기판을 사용하여, 이 기판상에도 동일하게 불포화 결합기를 갖는 클로로실란계 재료의 실리콘유 용액을 작성하고, 이 용액에 글래스 기판을 접촉시켜, 반응후의 글래스 기판을 클로로포름으로 세정하여, 표면에 단분자막이 형성된 글래스 기판을 얻었다.
상기 단분자막이 형성된 글래스 기판(90)에 에너지선으로서 X선을 조사하였다. 이 때, 제 1 X선의 조사부분(91)은 도 16에 나타내는 바와 같이 디스크의 중심을 공유하는 동심원의 원주상을따르는 형으로 하였다. X선 조사에 의해 글래스 기판상의 단분자막의 불포화 결합기는 여기되어, 반응활성부위로 변화하였다. 즉시 상기 단분자막이 형성되어 있는 자성 미립자(평균입자직경 5nm의 Fe0.52Pt0.48(조성은 원자비율))을 기판표면에 접촉시킨 바 글래스 기판상의 단분자막과 자성 미립자 표면의 단분자막이 화학결합을 일으켜, 글래스 기판상에 자성 미립자가 고정되었다.또한, 자성 미립자는 완전하지 않지만 X선 조사된 원주부의 형상을 따라 배열하는 경향이 보였다.
다음에, 상기 X선과 거의 같은 에너지 밀도의 X선을, 상기 글래스 기판의 전면에 조사하였다. 이 결과, 상기 미립자가 부착한 부분(91)은 미립자가 마스크가 되어 변화는 없었다. 한편, 조금전에 미립자가 부착하지 않고 있는 부분(즉 X선의 2차 조사부(92))에서는 X선 조사에 의해 글래스 기판상의 단분자막의 불포화 결합기는 여기되어, 반응활성부위로 변화하였다. 즉시 상기 단분자막이 형성되어 있는자성 미립자를 기판표면에 접촉시킨 바 글래스 기판상의 단분자막과 자성 미립자 표면의 단분자막이 화학결합을 일으켜, 자성 미립자가 고정되었다. 이 때, 자성 미립자 사이에는 화학결합은 생기지 않지만, 그 배열은 이미 배열하고 있는 91 부분의 영향을 받아, 92의 부위도 원주를 따라 배열하는 경향이 보였다.
또한, 도 16에서 제 1 에너지선을 조사하는 부위(91)의 폭으로는 배열시키는 미립자의 직경의 5배 이상 40배 이하 정도가 좋다. 보다 구체적으로 말하면, 미립자의 평균직경이 5nm 내지 10nm 정도인 때에는 에너지 조사부의 폭은 50nm 이상 200nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이상 150nm 이하로 하는 것이 좋다. 이 이유는 너무 폭이 작으면 조사폭을 제어하는 것이 불가능 또는 곤란하고, 선폭이 넓으면, 미립자가 질서를 유지하여 배열하기 어렵게 되기 때문이다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 디스크의 원주를 따라 미립자가 배열하는 경향이 보여, 자기기록매체 등에 응용할 때, 보다 유효하게 자기기록재생을 할 수 있다.
실제로, 이상과 같은 미립자의 작성방법을 사용하여, 자기기록매체를 작성하였다. 도 19a에 나타내는 나타내는 바와 같이, 실리콘 디스크 기판(204) 상에, 우선 연자성층(203)으로서 막두께 300nm의 Fe-Ta-C 막을 스퍼터법으로 형성하였다. 이 막의 포화자속밀도(Bs)는 약 1.6T, 보자력(Hc)은 0.5 Oe, 투자율( μ)은 1000이다. 다음에, 이 연자성 막상에, 상기 방법으로, 평균입자직경 5nm의 Fe0.52Pt0.48(조성은 원자비율) 미립자로 이루어지는 자기기록층을 형성하였다. 이 프로세스를 또한 구체적으로 설명한다. 우선, 연자성 막상에, 직접 또는 단분자막의 부착성을 개선하기 위해 유용한 기초막(예를들면 두께 1Onm 이하의 SiO2막)을 통해 불포화 결합기를 갖는 클로로실란계 재료를 사용하여, 단분자막층을 형성하고, 다음에 선택적 X선 조사를 이용하여 도 16에 나타내는 바와 같은 원주를 따른 미립자의 배열을 실현시켰다.
또한, 보호층(206)으로서 플라스마 CVD법을 사용하여, 두께 약 5nm의 DLC막을 형성하였다. 다음에 이 시료를 막면 수직방향으로 약 10kOe의 자계를 인가하여, 진공중 570℃의 온도에서 약 1시간 열처리하였다. 이러한 고온 열처리에 의해, 유기 코팅막은 구조가 변화한다고 추정되지만, 도 19a∼도 19b에 나타내는 바와 같은 자성 미립자의 피복으로서 작용하여, 자성 입자간의 간격을 유지하는 역할에는 큰 변화는 없었다. 이 후 실온에서, 자기 디스크의 표면에 또한 액체 윤활제를 보호층으로 하여 도포하여, 도 19a∼도 19b에 나타내는 본 실시예의 자기기록매체를 작성하였다.
다음에, 상기 본 실시예에서 얻어진 자기기록매체를, 도 20a∼도 20b에 나타내는 자기기록재생장치를 사용하여 평가하였다. 이 경우, 기록 헤드에는 단자극 헤드를 사용하고, 재생에는 GMR 헤드를 썼다. 재생 헤드의 실드 갭 길이는 0.1㎛의 것을 사용하였다. 매체의 고밀도 기록특성을 평가하기 위해, 50kFCI(Flux change per inch, 1인치당 자화반전수)로부터 수백 kFCI까지 기록주파수를 변화시켜, 재생출력을 검출하여, 재생출력이 50kFCI인 때의 재생출력의 반이 되는 출력반감기록밀도(D50)를 구하였다.
이 결과, 상기 본 실시예의 자기기록매체는 400kFCI로, 고기록 밀도의 기록이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
(실시예 11)
본 실시예에 관해서 도 17을 사용하여 설명한다.
실시예 10과 동일하게 하여, 말단에 할로겐기(본 실시예에서는 브롬)를 갖는 클로로실란계 재료로 이루어지는 단분자막을 자성 미립자 표면에 형성하였다.
또한, 상기 미립자를 놓은 기판이 되는 단결정 실리콘 기판에도 동일하게 불포화 결합기를 갖는 클로로실란계 재료의 실리콘유 용액을 작성하고, 이 용액에 실리콘 기판을 접촉시켜, 반응후의 실리콘 기판을 클로로포름으로 세정하여, 표면에 단분자막이 형성된 실리콘 기판을 얻었다.
상기 단분자막이 형성된 실리콘 기판의 도 17의 사선부분(95)에 에너지선으로서 X선을 조사하였다. X선 조사에 의해 실리콘 기판상의 95 부분의 단분자막의 불포화 결합기는 여기되어, 반응활성부위로 변화하였다. 즉시 상기 단분자막이 형성되어 있는 자성 미립자를 기판표면에 접촉시킨 바 실리콘 기판상의 단분자막과 자성 미립자 표면의 단분자막이 화학결합을 일으켜, 실리콘 기판상에 자성 미립자가 고정되었다. 이 화학결합은 미립자 사이에서는 생기지 않고, 결과로서 실리콘 기판상의 사선부분(95)에만 미립자로 이루어지는 구조물을 형성할 수 있었다.
다음에, 사선부의 구조물의 미립자와는 다른 미립자의 표면에 단분자막을 구성하였다. 말단에 할로겐기(본 실시예로서는 브롬)를 갖는 클로로실란계 재료를 실리콘유에 약 1중량%의 농도가 되도록 용해시켰다. 이 용액 100mL에 대하여 실리콘계 무기 미립자를 1Og 넣어 잘 교반한 바, 실리콘 무기 미립자(평균입자직경 5nm의 Si 미립자)의 표면에서 클로로실란계 재료가 탈염화수소반응을 일으켜, 실리콘계 무기 미립자의 표면에 클로로실란계 재료로 이루어지는 단분자막이 형성되었다. 반응을 끝낸 상기 용액으로부터 미반응 클로로실란계 재료를 포함하는 실리콘유을 제가하고, 또한 수회 다량의 클로로포름을 가하여 실리콘계 미립자를 세정하여, 최후에 반응을 끝낸 실리콘계 무기미립자를 얻었다.
다음에, 자성 미립자를 도 17의 패턴에 형성한 실리콘 기판의 전면에 에너지선으로서 X선을 조사하였다. 이 결과, 상기 자성 미립자가 부착한 부분은 미립자가 마스크가 되어 변화는 없었다. 한편, 상기 미립자가 부착하지 않고 있는 부분(즉 X선의 2차 조사부(96))에서는 X선 조사에 의해 글래스 기판상의 단분자막의 불포화 결합기는 여기되어, 반응활성부위로 변화하였다. 즉시 상기 단분자막이 형성되어 있는 자성 미립자를 기판표면에 접촉시킨 바 글래스 기판상의 단분자막과 실리콘계 무기 미립자 표면의 단분자막이 화학결합을 일으켜, 실리콘계 무기 미립자가 고정되었다. 이렇게 해서, 자성 미립자가 고정된 부분과, 실리콘 미립자가 고정된 부분으로 이루어지는 구조물이 형성되었다. 이러한 도 17에 나타내는 바와 같은 패터닝된 자성체의 구조체의 형성방법은 페턴화된 미디어(패턴화된 자기기록매체)의 형성방법의 하나라고 할 수 있다. 페턴화된 미디어는 장래의 고밀도 자기기록을 실현하는 하나의 방법으로서 기대되고 있다(예컨대, R. L. White 등, IEEE Transactionson Magnetics., vol. 33, No.1 1997, p990). 페턴화된 미디어를 형성할 때, 96부의 주위 부분을 공극으로 해놓고, 자기 헤드에 의해 기록재생을 할 때, 구조부(95)의 에지의 부분에 자기 헤드가 충돌하는 등으로 하여, 매체를 상처 입힐 가능성이 있다. 그래서 본 실시예와 같이 X선의 2차 조사부(96)를 비자성 미립자로 매립하는 등으로 하여, 표면의 오목볼록을 완화시켜 놓은 것은 중요한 기술이다.
(실시예 12)
본 실시예에 관해서 도 18을 사용하여 설명한다.
실시예 7과 동일한 조작으로, 말단작용기로서 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 자성 미립자 표면에 형성하였다.
다음에, 상기 미립자를 유지하는 기판으로서, 직경 1인치의 실리콘 디스크를 사용하여, 상기 디스크(기판)에 대해서도 실시예 7과 동일한 단분자막 형성 조작을 행하여, 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 단분자막을 기판상에 형성하였다.
다음에, 도 18에 나타내는 바와 같이, 에너지 조사부(101)에, 에너지선으로서 전자선을 조사하였다. 에너지선이 조사된 부분의 단분자막은 기판(디스크; 100)상에서 제거되고, 전자선을 조사되어 있지 않은 부분(102)의 부분에만 단분자막이 남았다.
다음에, 실시예 7과 동일하게 상기 기판표면에 상기 자성 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 그 결과, 도 18의 전자선을 조사되어 있지 않은 부분(102)에만 자성 미립자(평균입자직경 6nm의 Co0.5Pt0.5미립자)를 배열시킬 수 있었다. 또한, 자성 미립자는 완전하지 않지만, 에너지선이 조사된 부분과 되지 않은 부분의 경계선인 원주부의 형상을 따라 배열하는 경향이 보였다.
다음에, 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 단분자막을 기판상에 형성한 상기 조작을 다시 한번 행하여, 도 18의 에너지선 조사부분에 일단 제거된 단분자막과 동일한 단분자막을 다시 형성하였다.
다음에, 상기 자성 미립자를 단분자막상에 유지하는 조작을 상기와 완전히 동일하게 하여 행하였다. 그 결과, 도 18의 102 부분에 자성 미립자가 배열하였다. 이 때, 이미 미립자의 패턴이 형성되어 있던 101 부분의 영향을 받아, 원주방향으로 미립자가 배열하는 경향이 보였다. 또한, 이미 미립자의 패턴이 형성되어 있는 곳의 미립자상에는 새롭게 미립자가 형성되는 일은 없었다.
또한, 도 18에서 에너지선을 조사하는 부위(101) 폭으로는 배열시키는 미립자의 직경의 5배 이상 40배 이하 정도가 좋다. 보다 구체적으로 말하면, 미립자의 크기가 5nm에 내지 10nm 정도인 때에는 에너지 조사부의 폭은 50nm 이상 200nm 이하, 보다 바람직하게는 100nm 이상 150nm 이하로 하는 것이 좋다. 이 이유는 너무 폭이 작으면 조사폭을 제어하는 것이 불가능 또는 곤란하고, 선폭이 넓으면, 미립자가 질서를 유지하여 배열하기 어렵게 되기 때문이다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 디스크의 원주를 따라 미립자가 배열하는 경향이 보여, 자기기록매체 등에 응용할 때, 보다 유효하게 자기기록재생을 할 수 있다.
다음에, 이상과 같이 작성한 미립자로 이루어지는 구조물의 표면에 보호층으로서 DLC막을 형성하여, 도 19b에 나타내는 자기기록매체를 형성하였다. 이 때 미립자로는 평균입자직경 6nm의 Co0.5Pt0.5미립자를 사용하였다. 이 자기기록매체를 1.33 ×10-3Pa(1 ×10-5Torr) 이하의 진공중에서 65O℃의 온도로 1시간 유지한 바, Co0.5Pt0.5미립자의 규칙화가 진행하여, 면내 방향의 보자력이 약 8kOe로, 큰 보자력이 얻어졌다. 또한, 열처리 온도, 열처리 시간을 변화시킴으로써, 보자력의 크기를 조정하는 것이 가능하였다. 따라서, 이 매체는 장래의 50Gbit/in2이상의 고밀도 기록에 알맞은 매체로서 이용할 수 있다.
(실시예 13)
본 발명의 반도체 소자의 구성의 일례를 도 21에 나타낸다. 반도체 기판으로서 p형 실리콘 기판(301)상에 터널장벽층(302)으로서 실리콘의 산질화막이 형성되고, 이 터널장벽층상에 유기 코팅막을 사용하여고 미립자(303)로서 실리콘 미립자가 구성되어 있다. 상기 장벽층(302) 및 미립자(303)상에 절연체층으로서 막두께 5∼20nm의 SiO2막(304)이 형성되고, 최상부에는 상부전극으로서 n형 다결정 실리콘층(305)이 형성되어 있다.
이하, 상기 반도체 구조의 작성예에 관해서 상술한다. 우선 질소 산화물의 존재하에서 p형 반도체 기판(301)을 800℃에서 산질화하여, 표면에 2∼3nm의 터널 산질화막(302)을 형성하였다. 다음에 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 상기 터널 산질화막(302) 표면에 Si 미립자를 고정하였다. 구체적으로는, 우선 3∼5nm 입경의 Si 미립자의 표면에 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 형성하였다(도 1b∼도 1c). 한편, 터널 산질화막(302)상에도 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(도 2b∼도 2c의 4에 상당)을 형성하였다. 다음에, Si 미립자와 터널 절연막(302)의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리를 화학반응시킴으로써, Si 미립자(303)를 터널 산질화막(302)상에 고정(도 3a∼도 3b). 이 상태를 주사형 전자현미경을 사용하여 Si 미립자의 분산상태를 관찰한 바, Si 미립자는 균일하게 배열되어, 겹쳐지지 않고 분산하고 있어, 면내 밀도로서 2 ×1O12particles/㎝-2의 고밀도 분산상태가 얻어져 있었다.
다음에, 잔류 유기물이나 탄화물이 다음에 형성하는 SiO2층(304)의 특성을 열화시킬 우려가 있기 때문에, 이 대책으로서 산소 플라스마 처리(600W, 60℃, 10분의 조건)을 행하였다. 이 처리에 의해, 표면이 불필요한 유기물을 산화제거할 수 있었다.
다음에, CVD 장치에 의해 막두께 20nm의 SiO2막(304)을 형성하고, 또한 n형 폴리실리콘 전극(305)을 형성하였다.
이하에 본 구조의 기능을 설명한다. 이 구조에서는 금속 또는 반도체의 미립자(303)는 절연체 중에 매립되어, 주위로부터 절연되어 있다. 그러나 상부 전극(305)에 충분히 큰 전압을 인가하면 미립자(303)와 반도체(301)의 표면 사이에 전위차가 발생하여, 터널장벽(302)을 통한 터널과정에 의해 미립자 중에 전하가 주입된다. 외부 전계를 제거하면, 축적된 전하는 미립자의 전위를 변화시키기 때문에, 주입시와는 역방향인 터널과정에서 전하를 방출하고자 하는 힘이 작용한다. 그러나 터널과정은 미립자와 반도체 사이의 전위차에 크게 의존하고, 또한 미립자가 충분히 작으면 양자효과나 쿨롱 블로케이드 효과가 작용하기 때문에, 터널장벽의 막두께나 미립자의 입경 및 분산상태를 적절히 제어하면 장기간 미립자 중에 전하를 유지할 수 있다. 또한 상부 전극(305)에 주입시와 역방향으로 전압을 인가함으로써 미립자 중의 전하를 방출시킬 수도 있다. 이상과 같이 본 구조는 미립자 중에의 전하를 주입ㆍ유지ㆍ방출시키는 기능을 갖지만, 이 기능을 충분히 발휘시키기 위해서는 미립자의 분산상태를 정밀히 제어해야 한다. 종래의, 예를들면 CVD법에 의한 실리콘 미결정 형성 등에서는 작성된 미립자의 크기에 격차가 있고, 또한 미립자의 분산상태가 균일이 아니며, 또한 미립자의 면내 밀도를 향상시키면 미립자의 크기가 증대하거나 미립자끼리가 접촉하는 등의 문제가 있어 신뢰성이 높은 소자를 작성하는 것이 곤란하였다. 예를들면 주변보다 입경이 큰 미립자가 있거나 다수의 미립자가 접촉하기도 하면, 국소적으로 전하가 집중하거나 전하가 유지할 수 있지 않고 리이크하기도 한다. 또한 미립자의 면내 밀도가 낮으면 축적되는 전하량이 불충분해진다.
본 실시예의 반도체 소자에서는 미립자의 크기, 분산상태를 양호하게 제어할 수 있기 때문에, 종래에 없는 신뢰성이 높은 미립자로의 전하 주입, 유지, 소거의 수단이 제공된다.
또한, 본 실시예에서는 미립자로서 Si 미립자를 사용하였지만, 동일하게 다른 반도체나 금속으로 구성되는 미립자를 사용할 수도 있다.
또한, 터널장벽층으로서 실리콘 산질화막을 사용하였지만, 동일하게 SiO2등외의 절연체 재료나 반도체 재료를 사용할 수 있다.
(실시예 14)
도 22에 본 발명의 일례의 반도체 메모리 소자의 단면구조도를 나타낸다. 반도체 기판으로서의 p형 실리콘 기판(311) 중에는 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기능하는 n형 전도영역(316)이 형성되어 있고, 소스/드레인 전극으로서의 금속전극(317), 게이트 절연막으로서의 SiO2게이트 절연층(314), 게이트 전극으로서의 n형 다결정 실리콘층(315)과 함께 MIS형 트랜지스터 구조가 형성되어 있다. 또한 상기 MIS 트랜지스터 구조의 게이트 절연막(314)과 반도체 기판(311) 사이에, 반도체 기판상에 형성된 터널장벽층으로서 기능하는 실리콘 산화막층(312)과, 상기 장벽층의 표면에 실시예 1, 13과 동일한 방법으로 고정된 입경 3nm의 Fe0.5Pt0.5미립자(313)가 형성된 구조를 갖고 있다.
미립자층(313)의 형성방법은 우선, 3nm 입경의 FePt 미립자 표면에 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 형성하는 한편(도 1b∼도 1c), 터널산화막(312)상에도 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막(도 2b∼도 2c)을 형성하였다. 다음에, FePt 미립자와 터널절연막(312)의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리를 화학반응시킴으로써, FePt 미립자(313)를 터널산화막상에 고정하였다(도 3a∼도 3b). 이 상태에서 주사형 전자현미경을 사용하여 FePt 미립자의 분산상태를 관찰한 바, FePt 미립자는 균일하게 겹쳐지지 않고 분산하고 있어, 면내 밀도로서 5 ×1O12particles/cm-2의 고밀도 분산상태가 얻어져 있었다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 실시예 13과 동일하게, 미립자 표면의 잔류 유기물이나 탄화물이 SiO2막의 특성을 열화시키는 것을 막기 위해, 필요에 따라 미립자체 형성후, 산소 플라스마 처리 등에 의해, 표면의 유기물을 산화ㆍ제거하는 공정을 마련하는 것도 유효하다.
본 실시예 14에서도 실시예 13와 동일한 원리에 의해 미립자로의 전하의 주입ㆍ유지ㆍ방출을 효율 좋게 제어할 수 있다. 또한, 본 실시예 14에서는 전하를 유지하는 미립자가 절연 게이트 반도체(MIS: metal insulator semiconductor) 트랜지스터 구조의 게이트 영역에 형성되어 있음으로써, 미립자 중에 전하가 유지되어 있는 상태와 전하가 없는 상태에서는 MIS 트랜지스터 특성의 문턱값 전압이 변화한다. 이것에 의해, 저전압ㆍ고속이면서 신뢰성이 높은 불휘발성 반도체 메모리 소자로서 동작한다. 또한 주변회로가 없으므로 단일소자에 의해 기본적인 메모리 동작이 실현되기 때문에 고밀도의 집적화가 가능하다.
본 실시예 14에서는 미립자로서 FePt 합금 미립자를 사용하였지만, 동일하게 반도체나 다른 금속재료를 사용할 수도 있다.
또한, 도 22에 나타내는 도트 메모리 소자는 게이트 아래 전면에 미립자를 배치하고 있지만, 실제로 메모리 동작에 작용하는 것은 소스단의 부분만이다. 그래서 도 23a에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 6, 7, 9, 20, 21에 나타낸 바와 같은 미립자 구조의 패터닝 방법을 사용하여, 미립자를 소스단에만 배치하도록 하는 것이 보다 바람직하다. 도 22의 구조에서는 게이트 아래의 미립자 전부에 전하주입하기 위해 많은 전자가 필요하지만, 도 23a의 구조에서는 전하주입을 위한 미립자의 개수가 줄어, 물론 저소비전력화가 가능하게 된다. 또한, 이러한 구조를 더욱 발전시켜 도 23b에 나타내는 바와 같이, 미립자를 소스 드레인단의 양단에 배치하여, 소스와 드레인을 전환하여 사용하면, 2비트/셀의 메모리도 가능해져, 메모리의 고밀도화가 용이하게 된다. 이러한 구조의 작성에도 본 발명의 미립자 구조의 패터닝 방법이 유효하다.
이상은 미립자층을 1층 터널장벽층 위에 형성한 경우에 관해서 설명라였지만, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 미립자층은 2층, 또는 2층 이상 형성하더라도 좋다. 이 2층은 다른 크기나 재료의 미립자를 사용하는 경우, 또는 2층 사이에 절연막을 형성하는 것도 유효하다. 도 23c와 동일한 구성으로, 예컨대, 상층의 미립자가 직경 5nm의 것, 하층의 미립자로서 직경 2nm의 것을 사용하면, 대폭적인 전하유지시간의 신장이 가능하다. 또한, 이 경우도 단층의 미립자층의 경우와 동일하게도 23d에 나타내는 바와 같이 양 소스단에 미립자를 배치하면, 메모리의 다치화(多値化)가 가능해진다.
본 실시예 13, 14에서는 반도체 기판으로서 p형 실리콘 기판을 사용하였지만, 본 발명에서는 이 외에 n형 실리콘 기판, GaAs 기판 등 다른 반도체 재료를 사용한 기판을 사용할 수도 있다.
또한, 본 실시예 13, 14에서는 절연층으로서 SiO2를 사용하고 있지만, 질화규소, 산질화규소, 알루미나, 산화세륨, ZnS, ZnO 등 다른 절연재료를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 반도체 기판을 사용하고 있지만, 절연체, 금속, 기타 여러가지의 재료의 기판을 사용하거나, 또는 상기 기판에 반도체층을 형성한 것을 사용할 수도 있다.
(실시예 15)
도 24에 나타내는 바와 같은 자기저항효과소자를 본 발명의 미립자로 이루어지는 구조물의 형성방법을 사용하여 형성하였다.
우선, 실시예 1과 완전히 동일한 방법을 사용하여, 클로로실란계 단분자막을 이용하여, 자성 미립자를 기판상에 균일하게 분산시켰다. 기판으로서 표면을 열산화한 실리콘 기판을, 미립자로서 직경 1Onm의 Co0.9Fe0.1미립자를, 또한 단분자막으로는 클로로실란계의 것을 사용하였다.
다음에, 리소그래피 방법을 사용하여 Cr/Au/Cr로 이루어지는 전극(402)을 구성하였다. 이 때 한 쌍의 전극의 선단 거리는 0.08㎛ 정도가 되도록 하였다.
이러한 소자의 전기저항을 측정하면서, 약 1OO Oe의 자계를 전류와는 수직방향으로 건 바, 전기저항이 약 20% 저하하였다.
이러한 전기저항의 변화는 전극(402)으로부터 전극으로 섬형상의 금속 미립자를 따르면서 단분자막사이는 터널전류로서 흐르는 전류가 미립자(4O1)의 자화방향에 따라 변화하는 것을 의미하고 있다. 이 터널저항이나 저항변화율을 좌우하는 것은 미립자의 크기, 배열의 질서에 의한 것이며, 본 실시예의 방법에서 미립자의 배열을 제어함으로써 우수한 자기저항특성이 얻어진다.
이러한 자기저항효과소자를 사용하여, 도 25 또는 도 26에 나타내는 바와 같은 자기 헤드를 작성하는 것이 가능하다.
또한, 기판에 형성하는 유기 코팅막과 미립자에 형성하는 유기 코팅막의 재료의 계통을 동일하게 할 필요는 없고, 각각의 재질 등에 맞춰 적절히 선택하면 된다.
또한, 실시예에서는 자성 미립자의 예를 많이 나타내었지만, 어느 것도 자성 미립자로 한정할 필요는 없고, 광학적, 유전적, 전기적, 양자적, 강도적인 성능을 필요로 하는 경우는 그것에 대신하는 재료이어도 된다.
또한, 실시예에서는 열공정을 명기하지 않은 예도 있지만, 자성적 성질을 내기 위해 후공정에서 열처리를 실시해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 기재 및 미립자 표면상에 형성하는 유기 코팅막의 재료로서 클로로실란기를 갖는 재료를 예시하여, 기재 및 미립자와 유기 코팅막 재료의 결합형태가 공유결합의 경우를 나타내었다. 이 결합은 상기 예시 이외에 이온결합, 배위결합, 분자간 힘이어도 된다. 그러나, 그 결합형태의 차에 따라 기재 및 미립자와 유기 코팅막의 결합력은 다르고, 공유결합이 가장 그 결합력이 강해 내구성이 풍부한 것으로 예상된다.
또한, 본 실시예에서는 클로로실란기를 갖는 유기 코팅막 재료를 사용하였지만, 이 재료 이외에 티올기, 이소시아네이트기, 알콕시실란기, 또는 배위결합을 형성하는 기(카복시기, 카보닐기, 아세틸기, 아미노기, 이미노기, 수산기, 티올기 등의 배위가능한 비공유 전자쌍을 갖는 작용기를 다수개 포함하고, 또한 해당 작용기의 탄소수는 1 내지 3 정도의 거리내에 위치하는 유기 화합물, 예컨대, 아세틸아세톤, 아세트초산에틸, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 디에틸아민, 티오요소, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이미노2초산, 니트릴3초산, 에틸렌디아민4초산, 퀴놀린-8-카복실산, 퀴날딘산, 오르토아미노벤조산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산, 말레인산, 푸마르산과 이들의 유도체 등)이어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 미립자로서 자성 미립자, 귀금속 미립자를 예시하였지만, 플라스틱 비드, 글래스 비드, 금속 미립자 표면을 글래스 코트한 복합 미립자, 글래스 비드 표면을 금속 코트한 복합 미림자, 플라스틱 비드를 표면을 금속 코트한 복합 미립자, 금속 미립자 표면을 유기물 코트한 복합 미립자 등에도 적용가능하다. 또한, 필요에 따라 유기 코팅막을 형성하기 전에 글래스 플라스마 처리, 오존 처리, 코로나 방전 처리 등을 실시하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 자성 미립자가 그 집합체로서 디바이스를 구성하는 사례를 나타내지만, 각각의 자성 미립자가 개별적으로 기능을 발현하는 구조이므로 디바이스이어도 되고, 광-광 변환 디바이스, 광-전기 변환 디바이스, 전기-광 변환 디바이스 등 미립자가 집합체로서 또는 각각의 미립자가 독립하여 기능을 발현하도록 한 디바이스에도 적용가능하다.
(실시예 16)
기판(504)으로서, 직경 2.5인치의 글래스 기판을 사용하여, 기상 급냉법과 화학적인 방법을 조합하여, 도 29에 나타내는 자기기록매체를 제작하였다.
제 1로, 글래스 기판(4)상에, 연자성 박막층(3)으로서 Ni-Fe막을 직류 스퍼터링법으로 형성하였다. 우선, 성막실을 1.33 ×1O-3Pa(1 ×1O-5Torr) 이하로 배기한 후, 스퍼터 가스로서 Ar 가스를 2.66 ×10-1Pa(2mTorr)가 될 때까지 도입하였다. 타겟으로는 직경 3인치의 Ni0.8Fe0.2합금(조성은 원자%) 타겟을 사용하여, 타겟 파워는 100W로 하였다. 연자성 박막층의 막두께는 500nm로 하였다. 이 연자성 막의 포화자속밀도(Bs)는 1T, 보자력(Hc)은 0.3 Oe, 투자율( μ)은 1000이었다.
제 2로, 연자성 박막층(503)를 형성한 글래스 기판(504)을 대기로 꺼내어, 용액에 기판을 침지함으로써, 실시예 1(도 2c)에 나타내는 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 연자성 박막(503) 표면상에 형성하였다. 보다 상세하게는, 건조분위기에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 O.01mol/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL을 채용하여, 기판(504)을 상기 용액에 침지하여 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판을 취출하여, 건조분위기에서 상기 기판을 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 상기 기판(504)을 취출하였다. 연자성 박막층(503) 표면에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막이 형성되었다.
제 3으로, 단분자막을 표면에 형성한 직경 약 5nm의 Fe0.52Pt0.48합금 미립자를, 상기 단분자막을 형성한 연자성 박막상에 도포하였다. 우선, 실시예 1(도 1c)에 나타내는 바와 같이 FePt 미립자(501)상의 단분자막을 형성하였다. 즉, 건조분위기에서 비수계 불활성 용매로서 헥산 1OOmL에 말단작용기로서 실시예 1에 나타내는 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 O.O1mol/L의 헥산 용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 FePt 미립자(501)를 100mg 가해 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 헥산 용매 및 미반응 클로로실란 화합물과 자성 미립자를 분리하였다. 다음에 도 3a∼도 3b에 나타내는 바와 같이 상기 연자성 박막(503) 표면에 상기 자성 미립자(501)를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 자성 미립자를 클로로포름에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 클로로포름 50mL에 대하여 100mg로 하였다. 상기 기판을 넣은 마이크로 반응용기를 유욕에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 클로로포름 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 클로로포름 용액으로 젖은 상태로 하였다. 또한 염화알루미늄을 극히 소량 가해 교반자로 교반하였다. 이어서 유욕의 온도를 올려, 120℃ 정도로 설정하여 가열하였다. 기판상의 클로로포름은 곧 기화하기 때문에 그것을 억제하기 위해 마이크로 반응용기에 냉각관을 부착시켜 클로로포름 용액의 감소를 억제시켰다. 1시간후, 기판상에는 자성 미립자가 남아, 자성 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이행해졌다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대해서만 행해져, 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않아, 반응후에 기판을 헥산으로 세정힘으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻어낼 수 있어서, 기판상에는 반응이 일어난 자성 미립자가 화학결합으로 고정되었다. 이 자성 미립자는 결과로서 기판표면상에 미립자 배열체를 형성하였다(도 3a∼도 3b).
다음에 상기 미립자 배열체를 자계중 열처리 장치에 의해 고온, 고자계 중에서 열처리하여, 자기기록층에 수직 자기이방성을 나타내었다. 이 때, 시료의 분위기는 불활성 가스 질소 1기압 중에 채워, 자계로서 1OkOe의 자계를 막면에 수직방향으로 인가하였다. 자계를 인가한 채로, 약 30분당 100℃의 속도로 승온하여, 약 570℃의 온도로 3시간 유지한 후, 승온시와 동일한 속도로 냉각하였다. 이상과 같은 고온열처리과정을 거치면, 도 3a∼도 3b에 나타내는 바와 같은 구조는 유지되지 않고, 단분자막은 탄화된다고 추정되지만, 이들은 도 29의 505로 나타내는 바와 같은 어느 종류의 피복으로서 존재하여, 미립자간의 거리를 일정하게 유지하도록 잔존한다고 추정된다. 이 후, 또한 연자성 막의 이방성을 면내로 하기 위해, 막면내에서 회전하는 1OO Oe의 자계 중에 시료를 놓고, 200℃의 온도로 3시간 유지하였다. 502는 다이아몬드상 카본층이다.
또한, 비교를 위해, 도 29의 연자성 박막층이 없는 것도, 그 외는 상기 실시예 16-1과 완전히 동일한 방법으로 매체를 제작하였다(실시예 16-2).
또한, 실시예 16-1과 동일한 방법으로 또한, 제 4 공정에서 자계를 인가하지않고 제작한 것도 제작하였다(실시예 16-3).
또한, 실시예 16-1과 동일한 방법으로 또한, 상기 제 2 공정을 생략한 것도 제작하였다(실시예 16-4).
또한, 도 29의 연자성 박막층도 없고, 제 4 공정에서 자계를 인가하지 않고 열처리한 것도 제작하였다(비교예 A).
이렇게 하여 제작한 자기기록매체의 자기특성을 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)에 의해 평가하였다. 실온에서 자화곡선을 그려, 그 각형비(S; 잔류 자화(Mr)와 포화 자화(Ms)의 비(Mr/Ms))를 구하였다. 또한, 자계인가방향을 수직방향으로 쓴 경우(S⊥)와 면내 방향(S//)의 2방향에 관해서 구하여, 그 비(S⊥/S//)를 구하였다. 그 결과, 본 발명의 실시예 16-1 및 16-4는 S⊥/S//의 값이 약 5로 양호한 수직 자기이방성을 나타내는 수직 자기기록매체가 형성되어 있지만, 실시예 16-2에서는 S⊥/S//의 값이 약 3으로 그런대로 이었다. 또한, 열처리중에 자계를 인가하지 않은 시료, 실시예 16-3 및 비교예 A는 이방성이 거의 등방적이고, S⊥/S//의 값이 거의 1이며, 수직 이방성을 나타내는 시료는 작성할 수 없었다.
다음에, 이상과 같이 작성한 시료를 플라스마 CVD 장치에 삽입하여, 보호층으로서 다이아몬드상 카본막을 약 8nm 형성하였다.
다음에, 상기 본 발명의 자기기록매체를, 도 20a∼도 20b에 나타내는 자기기록재생장치를 사용하여 평가하였다. 이 경우, 기록 헤드에는 도 32에 나타내는 바와 같은 단자극 헤드를 사용하고, 재생에는 GMR 헤드를 사용하였다. 재생 헤드의실드 갭 길이는 0.1㎛의 것을 사용하였다. 매체의 고밀도 기록특성을 평가하기 위해, 50kFCI(Flux change per inch, 1인치당 자화반전수)로부터 수백 kFCI까지 기록주파수를 변화시켜, 재생출력을 검출하여, 재생출력이 50kFCI인 때의 재생출력의 반이 되는 출력반감기록밀도(D50)를 구하였다.
이 결과, 실시예 16-1의 D50는 380kFCI로 대단히 고기록밀도의 기록이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 16-4의 경우는 300kFCI이었다. 이 경우, 미립자의 분산이 불균일한 부분이 있을 것 같고, 출력이 불안정하였다. 이것에 대하여, 실시예 16-2의 경우는 250kFCI, 실시예 16-3은 240kFCI, 비교예 A는 180kFCI 이었다.
(실시예 17)
2.5인치의 글래스 기판(504) 상에, 도 29의 구성의 자기기록매체를 형성하였다. 연자성 박막층(503)으로서 Fe-Ta-C막을 상술한 바와 같은 스퍼터법으로 형성하였다. 이 막의 Bs는 약 1.6T, Hc=0.5 Oe, μ= 1000이다. 막두께는 300nm으로 하였다.
다음에, 미립자로서 약 9nm 직경의 Co 미립자를 사용하여, Co 미립자 표면에 실시예 3(도 7c)에 나타내는 말단에 아미노기를 작용기로서 갖는 메톡시실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 형성하였다.
다음에, 연자성 박막층이 형성된 글래스 기판의 시료 표면에, 실시예 3(도 8c)에 나타내는 말단에 카복시기를 작용기로서 갖는 메톡시실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 형성하였다.
다음에, 단분자막이 형성된 미립자를, 단분자막이 형성된 연자성 박막상에 도포하여, 작용기끼리를 반응시켜, 미립자를 연자성 막상에 배열하였다.
또한, 비교를 위해, 다른 것은 완전히 동일하고 연자성 박막층(503)이 없는 매체도 제작하였다(비교예 B).
이렇게 하여 제작한 도 29에 나타내는 자기기록매체를 실시예 16과 동일한 자기기록재생장치로 평가하였다. 그 결과, 비교예 B의 출력반감기록밀도(D50)가 160kFCI인데 대하여, 본 실시예 17는 310kFCI로 대단히 높은 값을 나타내었다.
(실시예 18)
실시예 16과 동일한 방법을 사용하여, 유기 코팅를 갖는 직경 약 5nm의 Fe0.5Pt0.5합금 미립자를 형성하였다.
이 미립자를 비자성 기판으로서 유기 코팅막을 형성하지 않은 Si 기판을 선택하여, Si 기판상에 도포하였다. 또한, 본 실시예에서는, 비자성 기판상에 도포하였지만, 비자성 기판이 아니라, 자성 기판을 쓰거나, 비자성 기판상에 연자성 막을 형성하고 나서, 미립자를 도포한다.
다음에, 막면 수직방향으로 자계를 인가하면서, 열처리를 행함으로써, FePt 미립자의 규칙화를 행하였다. 그 후, 실온에서 막면수직방향 및 막면내에 자계를 인가하여 자화측정을 행하여, 각각의 방향에서의 보자력(Hc⊥및 Hc//)를 구하였다. 이 때의 열처리조건과, 자기특성의 관련을 표 2에 나타낸다.
결정학적인 배향성을 고려한 경우, 본래는 X선 회절 등에 의해, 규칙층의 a축, c축의 방향을 분명히 한 쪽이 보다 직접적인 배향성의 평가를 할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예의 경우에는 나노미터 정도의 미립자로 이루어지는 시료이기 때문에, 각각의 미립자에 있어서는 단결정이어도 미립자의 집합체로서 보면 결정축의 방향은 분산하고 있는 것으로 추정되므로, 이러한 평가는 곤란하다.
본 실시예의 경우, 결정이 규칙화하면, 특정 방향의 자기이방성이 증대하여, 보자력(Hc)도 커지는 것으로 추정된다. 그래서, 배향도를 평가하는 대신에, 자장인가방향과 그것과 수직방향인 보자력(이 경우는 막면 수직방향과 막면내방향)과 그 비를 기준으로 하여, 결정 배향성의 기준으로 하였다.
또한, 자기기록매체로서 고려하면, 막면수직방향으로 기록재생하는 경우, 막면수직방향에 이방성이 있는(막면수직방향의 보자력이 크다) 것은 바람직하다고 할 수 있다.
표 2에서 열처리온도의 증대와 동시에 보자력이 증대하는 것은 규칙화의 진전에 의한 것으로 추정된다. 표 2로부터 명백한 바와 같이, 비교예 A∼D에 비하여, 본 발명의 실시예 16-1∼6는 Hc⊥/Hc//> 1.5로 커서, 이 온도범위의 열처리가 배향방향의 제어에 유효한 것은 분명하다. 또한, 1kOe로 열처리한 그룹에서 비교하면, 실시예 16-1, 2에 나타내는 바와 같이, FePt 합금의 퀴리온도(Tc=480℃)나, 그 바로 위상의 온도로 열처리한 것이 Hc⊥/Hc//> 5로 되어, 더욱 배향방향의 제어에는 우수하다. 단, 또한 보다 고온의 열처리를 행한 실시예 18-3∼5 쪽이 Hc⊥이 크지만, 이것은 보다 규칙화가 진행하고 있기 때문인 것으로 추정된다.
또한, 다음에 자계의 크기 의존성에 관해서 보면, 표 2로부터, Hc⊥/Hc//> 2 이상의 값을 얻기 위해서는, 적어도 1kOe 이상의 자계가 필요한 것을 알 수 있다. 자계가 커질수록 Hc⊥/Hc//의 값은 커지는 경향이 있지만, 10kOe 이상은 거의 포화하고 있는 것을 알 수 있다. 생산성을 고려하면 20kOe 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명의 입자의 결정배향성 제어방법의 유효성을 나타냈다.
이상의 설명으로부터, 동일한 방법으로 자기기록매체를 작성하면, 막면에 강한 수직자기이방성을 갖고, 수직방향이 충분한 보자력를 갖는 우수한 기록매체를작성할 수 있는 것은 분명하다.
(실시예 19)
실시예 18과 완전히 동일한 방법으로, FePt 미립자를 합성하여, 그것을 막면수직방향으로 자계를 인가하면서 열처리를 행하였다. 또, 이 때, 열처리온도는 실시예 16-2와 동일하게 500℃, 인가자계는 1kOe로 하였다. 또한, 실시예 18와 동일하게 막의 배향성을 평가하기 위해 자화측정을 행하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
표 2의 해석과 동일하게, 이 경우, Hc가 커지는 것은 FePt 합금의 규칙화의 진전과 대응하는 것으로 추정된다. 또한, Hc가 커지는 방향은 그 방향으로 FePt막의 c축 방향이 향하고 있는 것에 대응하는 것으로 추정된다.
표 3으로부터, 이 조건에서 열처리를 행한 경우, 미립자의 크기는 배향성 제어에 결정적으로 큰 영향을 미치게 하는 것은 분명하다. 즉, 미립자의 크기가 80nm 이상에서는 Hc⊥/Hc//< 2가 되어, 수직방향의 배향성 제어는 불충분하지만, 미립자의 직경이 50nm 이하인 경우에는, Hc⊥/Hc//> 2가 되어, 막면수직방향의 c축 배향성이 얻어지는 것으로 추정된다. 또한, 미립자의 직경이 20nm 이하인 경우에는 Hc⊥/Hc//> 4의 값이 얻어져, 결정배향성이 보다 바람직한 것이 얻어진다. 또한, 이와 같이, 미소한 미립자를 사용한 경우에, 규칙화시, 특정 방향으로 c축이 배향하기 쉬운 원인은 입자의 크기가 작으면 규칙화에 따라 격자 뒤틀림을 완화하기 쉽고, 자계에 따라 주어지는 저에너지의 상태가 실현되기 쉽기 때문인 것으로 추정된다.
이상 상술한 바와 같이, 결정입경이 3∼50nm인 미립자를 사용하면, 막면수직방향이 양호한 결정배향성이 얻어지고, 수직자기이방성인 큰 자기기록매체를 작성할 수 있다.
(실시예 20)
기판으로서 Si 기판을 사용하여, 우선 제 1 스텝으로서 기판상에 오목볼록을 형성하였다. 오목볼록의 제작방법은 도 36a∼도 36d에 나타내는 바와 같은 방법으로 행하였다. 즉, 우선 Si 기판(620)상에 두께 0.6㎛의 레지스터(621)를 도포하여(도 36a), 포토리소그래피에 의해 소망하는 레지스터 패턴(도 36b)을 형성하였다. 다음에, Cu막을 MBE(Molecular Beam Epitaxy, 분자선 에피택시)법으로 약 20nm의막두께가 되도록 형성하였다(도 36c). 최후에, 레지스터 패턴(621)을 유기용제 또는 회화(ashing)에 의해 제거하여, 도 36d에 나타내는 패턴을 형성하였다. 이 때 형성한 홈은 깊이가 Cu막의 막두께로 약 20nm, 폭과 길이가 모두 0.2㎛인 크기이다.
다음에, 평균입자직경 4nm의 귀금속 Au 미립자에 유기 코팅막을 피복하는 조작을 행하였다. 실시예 2(도 4c)에 나타내는 바와 같이, 건조분위기에서 부틸알콜 100mL에 수산기를 말단작용기로서 갖는 티올 화합물을 가해 0.01mol/L의 부틸알콜 용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 귀금속 미립자로서 직경 5nm의 Au 미립자 100mg를 가해 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 부틸알콜 및 미반응 티올 화합물과 귀금속 미립자를 분리하여, 귀금속 미립자 표면상에 상기 티올 화합물로 이루어지는 단분자막이 형성되었다.
다음에, 상기한 오목볼록으로 가공한 Si 기판(603)에 대해서도 실시예 2(도 5c)에 나타내는 단분자막 형성 조작을 행하였다. 건조분위기에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 에폭시기를 말단작용기로 갖는 클로로실란 화합물을 가해 0.01mol/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL을 채용하여, 상기 기판을 상기 용액에 침지하여, 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판을 취출하고, 건조분위기에서 상기 기판을 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 기판을 취출하였다. 기판표면상에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막이 형성되었다. 클로로실란계 단분자막은 Cu,Au 등의 귀금속과는 반응하기 어렵고, Si 기판과 반응하는 특성이 있는 것으로, 상기 오목볼록 기판의 Si가 표면에 나온 부분에만 형성된다. 즉, 오목부에만 단분자막이 형성되었다.
다음에, 상기 기판표면에 상기 Au 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 Au 미립자를 부틸알콜에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 헥산 50mL에 대하여 100mg로 하였다. 상기 기판을 핫 플레이트상에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 부틸알콜용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 부틸알콜 용액으로 젖은 상태로 하였다. 이어서 핫 플레이트의 온도를 올려, 150℃ 정도로 설정하여 가열하였다. 기판상의 부틸알콜은 곧 기화하여, 기판상에는 귀금속 미립자가 남아, 귀금속 미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이 행해졌다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 귀금속 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대하여만 행해져, 귀금속 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않아, 반응후에 기판을 부틸알콜로 세정함으로써 미반응 귀금속 미립자는 기판으로부터 씻어 낼 수 있고, 기판상에는 반응이 일어난 귀금속 미립자가 화학결합으로 고정되었다. 이 귀금속 미립자는 결과로서 기판표면상에 미립자 배열체를 형성할 수 있었다(도 34a∼도 34b).
이렇게 하여 형성한 오목볼록 기판상의 Au 미립자의 배열을 고분해능 SEM(Scanning Electron Microscopy: 주사형 전자현미경)을 사용하여 관찰하였다. 그 결과, 오목부에 관해서는 도 34a∼도 34b에 나타내는 바와 같은 오목부의 경계를 따른 배열이 실현하는 것을 알았다.
또한, 이상의 실시예 20에서는 미립자와 기판의 쌍방에 단분자막을 형성하는 경우를 설명하였지만, 미립자에만 단분자막을 형성하는 경우에도, 도 34a∼도 34b에 나타내는 오목볼록의 형성은 유효하다. 이 경우, 미립자층의 층수 제어는 곤란해지지만, 미립자의 자기조직화에 의해 유효하게 이용할 수 있고, 오목부 형상에 따른 미립자의 배열이 가능하게 된다.
(실시예 21)
도 35의 기판 디스크(610)로서 오리프라(orifura)가 없는 직경 2.5인치의 Si 기판을 사용하여, 자기기록매체용으로 자성 미립자의 분산을 행하였다.
우선, Si 기판(610)상에 연자성 박막층으로서, Ni-Fe막을 직류 스퍼터링법으로 형성하였다. 우선, 성막실을 1.33 ×10-3Pa(1 ×1O-5Torr) 이하로 배기한 후, 스퍼터 가스로서 Ar 가스를 2.66 ×10-1Pa(2mTorr)로 될 때까지 도입하였다. 타겟으로는 직경 3인치의 Ni0.8Fe0.2합금(조성은 원자조성비) 타겟을 사용하여, 타겟 파워는 100W로 하였다. 연자성 박막층의 막두께는 500nm로 하였다. 이 연자성 막의 포화자속밀도(Bs)는 1T, 보자력(Hc)은 0.3 Oe, 투자율( μ)은 1OOO이었다.
다음에, 상기 Ni-Fe막을 형성한 Si 기판에 대하여, 도 35에 나타내는 바와 같은 미세가공을 실시하였다. 이 때의 오목볼록의 제작방법은 실시예 20과 동일한 방법으로, 요컨대, 도 36a∼도 36d에 나타내는 방법으로 작성하였다. 단, 이 경우 형성하는 볼록부는 상기 연자성 층과 완전히 동일한 것을 형성하였다. 따라서, 오목부도 볼록부도 Ni-Fe 합금으로 형성되어 있는 것으로 된다. 이 경우의 홈 깊이는 약 3nm, 홈 폭은 300nm, 홈과 홈의 간격은 200nm가 되도록 하였다.
다음에, 이와 같이 성막가공된 Si 기판을 용액에 침지함으로써, 실시예 1에 나타내는 바와 같이 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막을 기판표면상에 형성하였다. 보다 상세하게는, 건조분위기에서 헥사데칸과 클로로포름의 용적비 4 대 1의 용매를 작성하여, 해당 용매 100mL에 말단작용기로서 CH2Cl기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해, 0.01mol/L의 헥사데칸/클로로포름 혼합용액을 작성하였다. 건조분위기에서 이 용액 20mL를 채용하여, 기판(32)을 상기 용액에 침지하여 완만하게 교반하였다. 반시간후에 동일하게 건조분위기에서 상기 혼합용액으로부터 상기 기판을 취출하여, 건조분위기에서 상기 기판을 클로로포름에 침지하여 세정을 행하였다. 그 후, 상기 기판을 취출하였다. 연자성 박막층 표면에는 상기 클로로실란 화합물로 이루어지는 단분자막이 형성되었다. 얻어진 단분자막은 도 2c에 나타내는는 바와 같다.
다음에, 단분자막을 표면에 형성한 직경 약 5nm의 Fe0.52Pt0.48합금 미립자를 상기 단분자막을 형성한 기판상에 도포하였다. 우선, 도 1c에 나타내는 바와 같이 FePt 미립자 상의 단분자막을 제작하였다. 즉, 건조분위기에서 비수계 불활성 용매로서 헥산 100mL에 말단작용기로서 페닐기를 갖는 클로로실란 화합물을 가해 0.01mol/L의 헥산용액을 작성하였다. 다음에 그 용액에 FePt 미립자를 100mg 가해 잘 교반하였다. 반시간후에 해당 건조분위기에서 상기 헥산용매 및 미반응 클로로실란 화합물과 자성 미립자를 분리하였다. 다음에, 도 1c에 나타내는 바와 같이, 상기 연자성 박막 표면 상기 자성 미립자를 유지하는 조작을 행하였다. 상기 단분자막 형성을 끝낸 자성 미립자를 클로로포름에 분산시킨 액을 조정하였다. 그 농도는 적당하면 되고, 본 실시예의 경우는 클로로포름 50mL에 대하여 1OOmg로 하였다. 상기 기판을 넣은 마이크로 반응용기를 유욕에 놓고, 상기 기판상에 스포이드를 사용하여 상기 클로로포름 용액을 몇방울 적하하여, 기판표면이 상기 클로로포름 용액으로 젖은 상태로 하였다. 또한 염화알루미늄을 극히 소량 가해 교반자로 잘 교반하였다. 이어서 유욕의 온도를 올려, 120℃ 정도로 설정하여 가열하였다. 기판상의 클로로포름은 곧 기화하기 때문에 그것을 억제하기 위해 마이크로 반응용기에 냉각관을 부착시켜 클로로포름 용액의 감소를 억제하였다. 1시간후, 기판상에는 자성 미립자가 남아, 자성미립자와 기판의 쌍방의 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리의 화학반응이 행해졌다. 이 반응은 기판표면에 형성된 단분자막의 작용기와 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막 표면의 작용기에 대해서만 행해져, 자성 미립자 표면에 형성된 단분자막의 작용기끼리에서는 반응이 일어나지 않아, 반응후에 기판을 헥산으로 세정함으로써 미반응 자성 미립자는 기판으로부터 씻어 낼 수 있고, 기판상에는 반응이 일어난 자성 미립자가 화학결합으로 고정되었다. 이 자성 미립자는 결과로서 기판표면상에 미립자 배열체를 형성하였다(도 34b).
다음에, 이상과 같이 하여 제작된 미립자 배열체를 자계중 열처리장치에 의해 고온으로 열처리하였다. 이 때, 시료 분위기는 불활성 가스 질소 1기압 중에 채워, 자계로서 1OkOe의 자계를 막면에 수직방향으로 인가하였다. 자계를 인가한 채로, 약 30분당 100℃의 속도로 승온하여, 약 570℃의 온도로 3시간 유지하고, 승온시와 동일한 속도로 냉각하였다. 이상과 같은 고온 열처리과정을 경험하면, 도 34b에 나타내는 바와 같은 구조는 유지되지 않고, 단분자막(602)은 탄화되는 것으로 추정되지만, 어느 종류의 피복으로서 존재하여, 미립자간의 거리를 일정하게 유지하도록 잔존한다고 추정된다. 이 후, 또한 연자성 막의 이방성을 면내로 하기 위해, 막면내에서 회전하는 100 Oe의 자계중에 시료를 놓고, 200℃의 온도로 3시간 유지하였다.
이렇게 하여 제작한 자기기록매체의 자기특성을 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)에 의해 평가하였다. 실온에서, 막면과 수직방향으로 자계를 인가하여 자화곡선을 그려, 보자력(Hc) 및 각형비(S; 잔류자화(Mr)와 포화자화(Ms)의 비(Mr/Ms))를 구하였다. 그 결과, 본 발명의 자기기록매체는 Hc가 5kOe, S가 0.9로 대체로 자기기록매체로서 필요한 특성을 만족하고 있었다.
다음에 작성한 시료에 있어서의 Fe-Pt 미립자의 배열 모양을 고분해능 SEM을 사용하여 관찰하였다. 그 결과, 이 시료에 있어서는 도 35에 나타내는 원주 상의 홈을 따라 미립자가 배열하고 있는 곳이 관찰되었다. 이 상태는 홈 부분에서는 대단히 규칙적이지만, 볼록부에서는 홈 부분에 비하여 규칙성은 뒤떨어지지만 원주를 따른 미립자의 배열은 실현되어 있었다.
다음에, 도 20a∼도 20b에 나타내는 바와 같은 자기기록재생시스템을 상정하고, 단, 현상으로서는 실현되지 않은 트럭 폭 30nm으로 하며, 액츄에이터도 이것에 추종할 수 있는 것으로 하여, 기록재생특성의 시뮬레이션을 하였다. 이 경우, 기록헤드로는 리턴패스를 포함하는 단자극 헤드, 재생 헤드로는 GMR 헤드를 상정하였다. 그리고, 본 실시예의 자기기록매체를 도 35와 같은 패터닝을 전혀 행하지 않은 것 외에는 완전히 동일한 방법으로 작성한 자기기록매체(종래예)와 S/N비를 비교하였다. 그 결과, 본 발명의 자기기록매체는 종래예와 비교하여 400kFCI의 주파수로 S/N비가 약 6dB 높았다.
또한, 본 실시예의 매체에 있어서는 오목볼록부에서 3nm의 단차가 있지만, 이 단차는 이번 검토에서는 문제가 되지 않았다. 또한, 오목부와 볼록부의 기록재생특성은 볼록부쪽이 나쁘게 될 가능성이 있는 것으로, 되도록이면 오목부의 면적의 비율을 크게 해야 된다. 또한 고밀도 기록의 장래를 고려하면, 오목부와 볼록부에 각각 알맞은 기록밀도, 기록법을 사용하는 것도 유효하다. 또한, 이 단차를 이용한 기록재생방법도 고려된다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시예에서는 나노미터 스케일의 미립자를 소정 위치에 배열하는 것이 가능해진다. 또한, 이것을 이용하면, 고기록밀도를 가능하게 하는 자기기록매체가 얻어져, 고밀도 자기기록재생장치를 실현하는 것이 가능해진다.

Claims (55)

  1. 기판상에 미립자를 배열시킨 구조체에 있어서,
    상기 미립자 표면에는 상기 미립자의 표면과 결합한 유기 코팅막이 형성되고,
    상기 기판표면에는 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막이 형성되며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 기판상에 상기 미립자가 고정배열되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자의 배열이 단층인 셀프 어셈블(self assemble)막인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자의 배열이 누적층이고, 상기 미립자끼리가 결합하여 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자의 평균직경이 0.5nm 이상 50nm 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막 및 상기 기판표면의 유기 코팅막 중, 적어도 한 쪽은 셀프 어셈블(self assemble)막인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자가 상기 기판표면에 패터닝되어 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자가 상기 기판표면에 형성된 오목볼록 패턴의 오목부내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 오목부의 폭이 상기 미립자의 평균직경의 5배 이상 30배 이하인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막 사이의 결합이 공유결합, 이온결합, 배위결합 및 분자간 힘 결합 중에서 선택되는 하나 이상의 결합인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  10. 제 1 항에 있어서, 미립자가 금속, 금속 산화물, 반도체, 양성 원소, 양성 원소 산화물 및 수지 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자가 자성 미립자인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  12. 제 1 항에 있어서, 기판을 구성하는 재질이 금속, 금속 산화물, 반도체, 양성 원소, 양성 원소 산화물 및 수지 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체.
  13. 기판상에 미립자 배열체를 제조하는 방법에 있어서,
    개개의 상기 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하고,
    상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 기판상에 형성된 유기 코팅막에 에너지선을 조사함으로써 조사부분의 유기 코팅막에 화학반응기를 형성하여, 그 후 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 기판상에 형성된 유기 코팅막에 에너지선을 조사하여, 상기 조사부분의 유기 코팅막을 제거함으로써, 상기 기판표면의 잔여 부분의 유기 코팅막과 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 상기 기판표면에 형성된 유기 코팅막에 에너지선을 부분적으로 조사하여, 조사부분의 유기 코팅막에 화학반응기를 형성하여 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시켜, 에너지선 조사부분에만 미립자를 배열시키고, 그 후 에너지선을 조사하지 않은 부분에 새로운 에너지선을 조사하여, 조사부분의 유기 코팅막에 화학반응기를 형성하여, 당초 형성된 미립자 배열체를 구성하는 미립자와는 다른 종의 미립자를 상기 기판표면에 접촉시켜 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 상기 기판표면에 형성된 유기 코팅막에 제 1 에너지선을 조사함으로써 조사부분의 유기 코팅막에 화학반응기를 형성하여, 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시켜 에너지선조사부분에 미립자 배열체를 형성한 후, 상기 제 1 에너지선을 조사하지 않은 부분에 제 2 에너지선을 조사하여, 조사부분의 유기 코팅막에 화학반응기를 형성하여, 당초 형성된 미립자 배열체를 구조하는 미립자와는 동종의 미립자를 기판표면에 접촉시켜 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시킴으로써, 제 1 에너지 조사부분의 이차원적인 형상에 기인한 미립자 배열체를 얻는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 기판으로서 디스크상 기판을 사용하여, 디스크의 중심을 공유하는 동심원의 원주상을 따라 상기 유기 코팅막에 상기 제 1 에너지선을 조사함으로써, 상기 원주를 따라 상기 미립자를 배열하는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 상기 기판표면에 형성된 유기 코팅막에 에너지선을 조사하여 조사부분의 유기 코팅막을 제거하고, 상기 기판표면의 잔여 부분의 유기 코팅막과 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시켜 에너지선 비조사부분에 미립자로 이루어지는 구조물을 형성한 후, 다시 상기 기판표면에 유기 코팅으로 이루어지는 구조물을 형성하여, 새로이 기판표면에 형성된 유기 코팅막과 당초 형성된 미립자층의 구성 미립자와는 다른 종의 미립자를 기판표면에 접촉시켜 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을형성시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 상기 기판표면에 형성된 유기 코팅막에 에너지선을 조사하여 조사부분의 유기 코팅막을 제거함으로써 기판표면의 잔여 부분의 유기 코팅막과 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시켜 에너지선 비조사부분에 미립자 배열체를 형성한 후, 다시 기판표면에 유기 코팅막으로 이루어지는 구조물을 형성하여, 새로이 기판표면에 형성된 유기 코팅막과 당초 형성된 미립자층의 구성 미립자와 동종의 미립자를 기판표면에 접촉시켜 미립자 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 화학결합을 형성시킴으로써, 에너지 조사부분의 이차원적인 형상에 기인한 미립자 배열체를 얻는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합을 형성시키는 방법이 상기 기판표면에 형성된 유기 코팅막과 미립자 표면에 형성된 유기 코팅막을 접촉시켜, 화학결합을 형성한 후, 미립자 표면의 유기 코팅막을 중합하여 유기 코팅막의 분자량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 미립자 표면에 형성한 유기 코팅막과 기판표면의유기 코팅막 사이의 결합이 공유결합, 이온결합, 배위결합 및 분자간 힘 중에서 선택되는 하나 이상의 결합인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  23. 제 13 항에 있어서, 상기 유기 코팅막이 단분자막 또는 단분자막을 출발재료로 한 중합막인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 단분자막이 셀프 어셈블막이고, 또한 티올기, 클로로실란기, 배위결합기, 이소시아네이트기 및 알콕시실란기 중에서 선택되는 하나 이상의 반응기를 포함하는 분자로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  25. 제 14 항에 있어서, 상기 에너지선이 자외선, 원자외선, X선, 감마선, 전자선 및 여기된 플라스마 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미립자 배열체의 제조방법.
  26. 기판상에 자기기록매체를 제조하는 방법에 있어서,
    자성 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하고,
    상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시켜,
    상기 미립자를 열처리하여 상기 자성 미립자의 보자력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하는 전공정으로서, 또한 기판상에 기상 급냉법에 의한 연자성 박막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 자성 미립자층의 표면에, 또한 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 자성 미립자층의 입자가 3nm 이상 50nm 이하의 직경의 미립자인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 자성 미립자는 FePt 합금 및 CoPt 합금 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  31. 제 26 항에 있어서, 상기 자계인가방향은 기판면에 수직방향인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  32. 제 26 항에 있어서, 상기 자계는 1kOe 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  33. 제 26 항에 있어서, 상기 미립자는 Ll0구조인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  34. 비자성 기판상에 직접 또는 기초층을 통해 표면에 유기 코팅막을 형성한 미립자를 도포하는 제 1 공정과,
    상기 미립자를 자계중에서 상기 미립자의 퀴리온도 이상의 온도에서 열처리하는 제 2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 자계가 기판면에 수직방향으로부터 인가된 자계인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  36. 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고,
    미립자 표면에 상기 미립자 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고,
    상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 것을 특징으로 하는 자기저항효과소자.
  37. 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고,
    미립자 표면에 상기 미립자 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고,
    상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 자기저항효과소자의 외측에, 또한 상기 신호자계 이외의 자계를 상기 자기저항효과소자에 침입하는 것을 막기 위한 실드를 구비한 것을 특징으로 하는 자기저항효과형 헤드.
  38. 기판표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고,
    미립자 표면에 상기 미립자 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고,
    상기 미립자에 전류를 흐르게 하는 적어도 한 쌍의 전극을 형성하여, 외부로부터의 신호자계에 의해 전극간의 전기저항을 변화시키는 자기저항효과소자의 외측에, 또한 상기 신호자계를 상기 자기저항효과소자에 안내하기 위한 요크를 구비한 것을 특징으로 하는 자기저항효과형 헤드.
  39. 반도체 기판상에 형성된 터널 장벽층으로서 기능하는 장벽층과, 상기 장벽층의 표면에 상기 장벽층과 결합한 유기 코팅막을 형성하고,
    미립자 표면에 상기 미립자 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 장벽층 표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성하고,
    상기 장벽층 및 상기 미립자층상에 형성된 전기적 절연체층을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  40. 절연 게이트 반도체(MIS)형 트랜지스터 구조를 갖는 반도체 메모리 소자에 있어서, 상기 MIS형 트랜지스터 구조의 게이트 절연막과 반도체 기판 사이에, 반도체 기판상에 형성된 터널 장벽층으로서 기능하는 장벽층과, 상기 장벽층 표면에 상기 기판표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하고,
    미립자 표면에 상기 미립자 표면과 결합한 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막과의 사이에서 결합하여, 상기 미립자가 고정배열되어 있는 미립자 배열체를 형성한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
  41. 불규칙 합금으로 이루어지는 미립자를 규칙화시키는 공정에서, 퀴리온도 이상의 온도에서 자계를 인가함으로써 결정배향성을 제어하는 것을 특징으로 하는 미립자의 결정배향성 제어방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 미립자의 직경이 3nm 이상 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 미립자의 결정배향성 제어방법.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 자계는 1kOe 이상인 것을 특징으로 하는 미립자의 결정배향성 제어방법.
  44. 제 41 항에 있어서, 상기 미립자는 Ll0구조를 갖는 것을 특징으로 하는 미립자의 결정배향성 제어방법.
  45. 제 41 항에 있어서, 상기 미립자는 FePt 또는 CoPt 합금인 것을 특징으로 하는 미립자의 결정배향성 제어방법.
  46. 표면에 유기 코팅막을 형성한 미립자를 상기 기판표면에 형성된 오목볼록 패턴의 오목부내에 배열하는 것을 특징으로 하는 미립자의 배열방법.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 유기 코팅막을 형성한 미립자가 직경 1nm 이상 5Omm 이하인 것을 특징으로 하는 미립자의 배열방법.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 오목볼록 패턴은 상기 미립자 직경의 5배 이상 30배 이하의 길이의 주기의 오목볼록 패턴인 것을 특징으로 하는 미립자의 배열방법.
  49. 기판상에 자기기록매체를 제조하는 방법에 있어서,
    기판상에 기상 급냉법에 의해 연자성 박막층을 형성하고,
    자성 미립자 표면에 유기 코팅막을 형성하며,
    상기 기판표면에 유기 코팅막을 형성하고,
    상기 미립자 표면의 유기 코팅막과 상기 기판표면의 유기 코팅막을 접촉시켜, 쌍방의 유기 코팅막 사이에서 결합을 형성시키는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 자성 미립자층의 표면에 또한 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  51. 제 49 항에 있어서, 자성 미립자층의 입자가 3nm 이상 50nm 이하의 직경의 미립자인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  52. 제 49 항에 있어서, 상기 자성 미립자는 FePt 합금 및 CoPt 합금 중에서 선택되는 하나 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  53. 제 49 항에 있어서, 상기 자계인가방향은 기판면에 수직방향인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  54. 제 49 항에 있어서, 상기 자계는 1kOe 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
  55. 제 49 항에 있어서, 상기 미립자는 Ll0구조인 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
KR1020020004239A 2001-01-24 2002-01-24 미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스 KR20020062856A (ko)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001015380 2001-01-24
JPJP-P-2001-00015380 2001-01-24
JPJP-P-2001-00015382 2001-01-24
JP2001015382 2001-01-24
JP2001128874 2001-04-26
JPJP-P-2001-00128874 2001-04-26
JPJP-P-2001-00283300 2001-09-18
JP2001283300 2001-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020062856A true KR20020062856A (ko) 2002-07-31

Family

ID=27481995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020004239A KR20020062856A (ko) 2001-01-24 2002-01-24 미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7220482B2 (ko)
EP (1) EP1226878A3 (ko)
KR (1) KR20020062856A (ko)
CN (1) CN1287397C (ko)
TW (1) TW569195B (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043054B1 (ko) * 2003-10-01 2011-06-21 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 폴리머 메모리 셀의 형성을 위한 전도성 폴리머의 자기 정렬
KR101108647B1 (ko) * 2010-02-09 2012-01-31 서강대학교산학협력단 고온 오존처리를 포함하는 나노기공 초저유전 박막의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노기공 초저유전 박막
KR20150072278A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 나노 플로팅 게이트를 갖는 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법
US9580645B2 (en) 2007-06-06 2017-02-28 Empire Technology Development Llc Fluorescent pastes and films
WO2018174487A1 (ko) * 2017-03-20 2018-09-27 고려대학교 산학협력단 에너지 저장용 실 및 그 제조방법

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343161A (ja) * 2001-05-10 2002-11-29 Univ Tohoku イットリウム系高温超伝導テープの製造方法
US20030059604A1 (en) 2001-09-05 2003-03-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Material coated with dispersion of ferromagnetic nanoparticles, and magnetic recording medium using the material
JP2003248916A (ja) * 2002-02-20 2003-09-05 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体用ナノ粒子並びにそれを用いた磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法
JP3961887B2 (ja) * 2002-06-10 2007-08-22 富士通株式会社 垂直磁気記録媒体の製造方法
JP2004165630A (ja) * 2002-10-21 2004-06-10 Fuji Photo Film Co Ltd 磁性粒子塗布物、磁性粒子塗布物の製造方法、磁気記録媒体、電磁シールド材
WO2004084312A2 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Semiconductor device with isolation layer
JP2004342259A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気記録媒体
US8345374B2 (en) 2003-05-29 2013-01-01 Seagate Technology, Llc Patterned media for heat assisted magnetic recording
US20050157597A1 (en) * 2003-05-29 2005-07-21 Seagate Technology Llc Optimized media grain packing fraction for bit patterned magnetic recording media
JP2005074578A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Sony Corp 微粒子アレイ及びその製造方法並びに磁気記録媒体
WO2005045809A2 (en) * 2003-10-09 2005-05-19 Seagate Technology Llc Method and system for magnetic recording using self-organized magnetic nanoparticles
US7029773B2 (en) 2003-10-10 2006-04-18 Seagate Technology Llc Method and system for magnetic recording using self-organized magnetic nanoparticles
US20080283903A1 (en) * 2004-01-06 2008-11-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transistor With Quantum Dots in Its Tunnelling Layer
US20070178658A1 (en) * 2004-06-21 2007-08-02 Kelley Tommie W Patterning and aligning semiconducting nanoparticles
JP4707995B2 (ja) * 2004-11-05 2011-06-22 富士フイルム株式会社 規則配列したナノ構造材料
US7638211B2 (en) * 2005-02-09 2009-12-29 Seagate Technology Llc Mass storage apparatus using fluorine mediated self-assembly monolayers of nanoparticles recording medium
JP2006268984A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Nihon Micro Coating Co Ltd 垂直磁気記録ディスク及びその製造方法
CN101151663A (zh) * 2005-03-28 2008-03-26 昭和电工株式会社 磁记录介质的制造方法、磁记录介质以及表面处理装置
US8273407B2 (en) * 2006-01-30 2012-09-25 Bergendahl Albert S Systems and methods for forming magnetic nanocomposite materials
US8389048B2 (en) * 2006-02-10 2013-03-05 Showa Denko K.K. Magnetic recording medium, method for production thereof and magnetic recording and reproducing device
JP4676897B2 (ja) * 2006-02-16 2011-04-27 昭和電工株式会社 磁気記録媒体およびその製造方法
JP5013723B2 (ja) * 2006-03-09 2012-08-29 キヤノン株式会社 微粒子パターン形成方法及びデバイスの製造方法
JP2007246417A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Canon Inc 感光性シランカップリング剤、表面修飾方法、パターン形成方法およびデバイスの製造方法
JP2007246418A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Canon Inc 感光性シランカップリング剤、パターン形成方法およびデバイスの製造方法
US20090191331A1 (en) * 2006-03-31 2009-07-30 Hoya Corporation Perpendicular magnetic recording medium manufacturing method
DE102006039881A1 (de) * 2006-08-25 2008-03-20 Siemens Ag Aminofunktionelles Haftvermittlersystem für Edelmetalloberflächen
JP4411331B2 (ja) * 2007-03-19 2010-02-10 信越化学工業株式会社 磁気記録媒体用シリコン基板およびその製造方法
JP2008293609A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Fujitsu Ltd 複製用型の製造方法、ナノホール構造体の製造方法、及び磁気記録媒体の製造方法
WO2009022436A1 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Kazufumi Ogawa Conductive paste and method for manufacturing the same, wiring using the conductive paste and method for manufacturing the same
WO2009051270A1 (ja) * 2007-10-19 2009-04-23 Hoya Corporation 金属ナノ粒子およびその製造方法
WO2009118854A1 (ja) * 2008-03-27 2009-10-01 富士通株式会社 記録媒体駆動装置および磁気記録媒体並びにヘッド素子の浮上量制御方法およびヘッド素子の浮上量制御回路
US8162260B2 (en) * 2008-12-18 2012-04-24 Maganas Thomas C Monomolecular carbon-based film for forming lubricious surface on aircraft parts
US7985922B2 (en) * 2008-12-18 2011-07-26 Thomas C. Maganas Apparatus and methods for boosting electrical power
US7759579B2 (en) * 2008-12-18 2010-07-20 Maganas Thomas C Monomolecular carbon-based film for enhancing electrical power transmission
US7959972B2 (en) * 2008-12-18 2011-06-14 Maganas Thomas C Monomolecular carbon-based film for forming lubricious surface on aircraft parts
KR101039384B1 (ko) * 2009-05-28 2011-06-08 한국기초과학지원연구원 스핀소자를 이용한 이완발진기
JP2011165299A (ja) * 2010-01-14 2011-08-25 Waseda Univ 高密度磁気記録媒体及びその製造方法
WO2013146262A1 (ja) 2012-03-29 2013-10-03 東海ゴム工業株式会社 導電性組成物および導電膜
US8896052B2 (en) * 2012-09-05 2014-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
KR101983152B1 (ko) * 2013-10-16 2019-05-28 삼성전기주식회사 공통 모드 필터
KR102192973B1 (ko) * 2013-12-19 2020-12-18 에스케이이노베이션 주식회사 나노 구조체를 갖는 센서 및 그 제조 방법
US9455065B2 (en) * 2013-12-19 2016-09-27 Sk Innovation Co., Ltd. Nano structure including dielectric particle supporter
KR20150072288A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 전하트랩층을 갖는 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법
KR20150072292A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 플렉시블 기반 나노 구조체를 갖는 센서 및 그 제조 방법
US9793123B2 (en) * 2013-12-19 2017-10-17 Sk Innovation Co., Ltd. Method for fabricating a nano structure
US9725313B2 (en) * 2013-12-19 2017-08-08 Sk Innovation Co., Ltd. Method for fabricating NANO structure including dielectric particle supporters
US9224412B2 (en) * 2014-01-31 2015-12-29 HGST Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording disk with template layer formed of a blend of nanoparticles
US9679128B1 (en) * 2014-09-22 2017-06-13 Amazon Technologies, Inc. De-authentication of wearable devices
US10327332B2 (en) * 2016-10-06 2019-06-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Connecting a flexible circuit to other structures

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3139354A (en) 1961-03-31 1964-06-30 Rca Corp Magnetic recording element containing magnetic particles treated with werner-type complex compound and method of manufacture thereof
US3359145A (en) 1964-12-28 1967-12-19 Monsanto Res Corp Electrically conducting adhesive
GB1116011A (en) 1965-07-23 1968-06-06 Lew William Karalus Recording tape
JPS58500251A (ja) 1981-01-15 1983-02-17 バテル　デイベロプメント　コ−ポレイシヨン 耐磨耗性の透明又は半透明フィルムで支持体をコ−トする光硬化組成物
US4618509A (en) * 1981-03-23 1986-10-21 University Of Delaware Arrays of stacked metal coordination compounds
US4533582A (en) 1982-05-21 1985-08-06 International Business Machines Corporation Stabilized magnetic recording materials and process for tailoring and stabilizing of magnetic recording materials
US4569881A (en) 1983-05-17 1986-02-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-layer amorphous magneto optical recording medium
JPS60173820A (ja) 1984-02-17 1985-09-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 垂直異方性磁化膜の製造方法
US4737419A (en) * 1985-02-11 1988-04-12 International Business Machines Corporation Overcoat for particulate magnetic recording disk
US5045249A (en) 1986-12-04 1991-09-03 At&T Bell Laboratories Electrical interconnection by a composite medium
JPS63249927A (ja) 1987-04-07 1988-10-17 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体およびその製造法
JPH0719947B2 (ja) 1988-06-28 1995-03-06 松下電器産業株式会社 金属パターン製造方法とそれを用いた金属配線の製造方法
JPH075924B2 (ja) 1988-06-07 1995-01-25 松下電器産業株式会社 金属微粒子集合体とその製造方法および金属微粒子集合体を用いた磁気記録媒体とその製造方法
US4985273A (en) 1988-06-07 1991-01-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of producing fine inorganic particles
CA2022039A1 (en) * 1990-07-26 1992-01-27 Julio O. Gun Composition for producing a monomolecular film on the surfaces of various materials
JP3043394B2 (ja) 1990-11-05 2000-05-22 帝人製機株式会社 磁気スケールの製造方法
JP3135130B2 (ja) 1991-03-01 2001-02-13 帝人製機株式会社 磁気媒体およびその製造方法
US5350618A (en) 1991-03-01 1994-09-27 Teijin Seiki Co., Ltd. Magnetic medium comprising a substrate having pits and grooves of specific shapes and depths
JPH04326302A (ja) 1991-04-26 1992-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 疑似同心円パターンの描画装置
US5768075A (en) 1991-12-17 1998-06-16 Baradun R&D Ltd. Disk medium w/magnetically filled features aligned in rows and columns
JP2866554B2 (ja) 1992-08-25 1999-03-08 松下電器産業株式会社 情報記録媒体とその製造方法及び情報記録媒体の使用方法
KR100225179B1 (ko) 1992-11-30 1999-10-15 니시무로 타이죠 박막 자기 헤드 및 자기 저항 효과형 헤드
JPH07126815A (ja) 1993-10-28 1995-05-16 Hitachi Metals Ltd 永久磁石材料
US5683501A (en) * 1993-11-09 1997-11-04 Nippon Shokubai Co., Ltd. Compound fine particles and composition for forming film
US6132764A (en) * 1994-08-05 2000-10-17 Targesome, Inc. Targeted polymerized liposome diagnostic and treatment agents
GB9418289D0 (en) * 1994-09-10 1994-10-26 Univ Liverpool Solutions or dispersions and a method of synthesising materials having controlled electronic and optical properties therefrom
US5609907A (en) 1995-02-09 1997-03-11 The Penn State Research Foundation Self-assembled metal colloid monolayers
GB2342228B (en) 1995-05-16 2000-07-12 Hyundai Electronics Ind Method of programming a flash eeprom cell
JPH09205234A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Nec Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果センサ
DE19614136A1 (de) * 1996-04-10 1997-10-16 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Verfahren zur Herstellung agglomeratfreier nanoskaliger Eisenoxidteilchen mit hydrolysebeständigem Überzug
EP0843361A1 (en) 1996-11-15 1998-05-20 Hitachi Europe Limited Memory device
GB2319253A (en) 1996-11-16 1998-05-20 Eric Leigh Mayes Composition, for use in a device, comprising a magnetic layer of domain-separated magnetic particles
JPH10208228A (ja) 1997-01-21 1998-08-07 Hitachi Ltd 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置
JPH10233334A (ja) 1997-02-20 1998-09-02 Minebea Co Ltd 磁気記録媒体の製造方法
EP0860816A1 (en) 1997-02-20 1998-08-26 Hitachi, Ltd. Magnetic recording medium and system
US6159620A (en) * 1997-03-31 2000-12-12 The Regents Of The University Of California Single-electron solid state electronic device
DE69820524T2 (de) 1997-05-09 2004-09-23 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Magnetisches Element und Magnetkopf oder Speicherelement die dieses Element verwenden
US6599631B2 (en) * 2001-01-26 2003-07-29 Nanogram Corporation Polymer-inorganic particle composites
JPH1166654A (ja) 1997-08-18 1999-03-09 Hitachi Ltd 微細構造の作製法、微細構造、磁気センサ、磁気記録媒体および光磁気記録媒体
EP0926260A3 (en) 1997-12-12 2001-04-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Using antibody - antigen interaction for formation of a patterened metal film
JP3333816B2 (ja) * 1998-03-31 2002-10-15 ティーディーケイ株式会社 複合型薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
JPH11300270A (ja) 1998-04-27 1999-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撥水性被膜とその製造方法及び撥水性塗料組成物
JP3276922B2 (ja) 1998-06-09 2002-04-22 三ツ星ベルト株式会社 金属微粒子修飾基板の製造方法
US6265021B1 (en) * 1998-07-31 2001-07-24 International Business Machines Corporation Nanoparticle structures utilizing synthetic DNA lattices
US6162532A (en) 1998-07-31 2000-12-19 International Business Machines Corporation Magnetic storage medium formed of nanoparticles
US6262129B1 (en) 1998-07-31 2001-07-17 International Business Machines Corporation Method for producing nanoparticles of transition metals
US6495240B1 (en) 1999-02-10 2002-12-17 Tdk Corporation Patterned magnetic recording medium possessing recording portions with a lower height than the surrounding non-magnetic matrix
JP3495674B2 (ja) 1999-02-10 2004-02-09 Ｔｄｋ株式会社 磁気記録媒体およびその製造方法
US6207578B1 (en) * 1999-02-19 2001-03-27 Micron Technology, Inc. Methods of forming patterned constructions, methods of patterning semiconductive substrates, and methods of forming field emission displays
JP2000269215A (ja) * 1999-03-17 2000-09-29 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2001184620A (ja) 1999-12-27 2001-07-06 Toshiba Corp 記録媒体および記録媒体の製造方法
EP1215205B1 (en) * 2000-12-08 2007-11-21 Sony Deutschland GmbH Tuned multifunctional linker molecules for electronic charge transport through organic-inorganic composite structures and use thereof
US6730395B2 (en) * 2000-12-18 2004-05-04 Seagate Technology Llc Magnetic tunnel junction using nanoparticle monolayers and applications therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043054B1 (ko) * 2003-10-01 2011-06-21 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 폴리머 메모리 셀의 형성을 위한 전도성 폴리머의 자기 정렬
US9580645B2 (en) 2007-06-06 2017-02-28 Empire Technology Development Llc Fluorescent pastes and films
KR101108647B1 (ko) * 2010-02-09 2012-01-31 서강대학교산학협력단 고온 오존처리를 포함하는 나노기공 초저유전 박막의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노기공 초저유전 박막
KR20150072278A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 나노 플로팅 게이트를 갖는 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법
WO2018174487A1 (ko) * 2017-03-20 2018-09-27 고려대학교 산학협력단 에너지 저장용 실 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW569195B (en) 2004-01-01
US20020142163A1 (en) 2002-10-03
EP1226878A3 (en) 2003-08-13
EP1226878A2 (en) 2002-07-31
CN1383166A (zh) 2002-12-04
US7220482B2 (en) 2007-05-22
CN1287397C (zh) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20020062856A (ko) 미립자 배열체 및 그 제조방법, 및 이를 이용한 디바이스
JP3597507B2 (ja) 微粒子配列体とその製造方法及びこれを用いたデバイス
US5688380A (en) Method of producing giant magnetoresistive material film and magnetic head
US7927725B2 (en) Magnetic recording medium, production method thereof and magnetic disc apparatus
US7067207B2 (en) Magnetic recording medium having a patterned soft magnetic layer
US6515339B2 (en) Method of horizontally growing carbon nanotubes and field effect transistor using the carbon nanotubes grown by the method
US7153597B2 (en) Magnetic recording media having chemically modified patterned substrate to assemble self organized magnetic arrays
US5652054A (en) Magnetic recording media having a magnetic thin film made of magnetic metals grains and nonmagnetic matrix
US7141317B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium
US6455178B1 (en) Exchange coupling film and magnetoresistive element
US6501143B2 (en) Spin-valve transistor
JP5845297B2 (ja) ポリマー材料中に埋め込まれたナノ粒子から形成されたテンプレート層を備えた垂直磁気記録ディスク
JP2003016620A (ja) 磁気記録媒体、磁気記録装置および磁気記録方法
US20060153976A1 (en) Magnetic recording medium and hard disk drive using the same, and manufacturing method thereof
JP5845296B2 (ja) ポリマー材料中に埋め込まれたナノ粒子から形成されたテンプレート層を備えた垂直磁気記録ディスクの製造方法
KR100588031B1 (ko) 자기 변형이 감소된 자기 다층막
JP2007265503A (ja) 情報記録再生装置
WO2001093286A1 (fr) Couche mince magnetique, son procede de production, son procede d&#39;evaluation et tete magnetique dans laquelle elle est utilisee, dispositif d&#39;enregistrement magnetique et dispositif magnetique
JP2005217422A (ja) 磁気抵抗素子
Weller et al. MOKE spectra and ultrahigh density data storage perspective of FePt nanomagnet arrays
JPH09251621A (ja) 磁気抵抗効果素子及び磁気情報再生方法
US20090001047A1 (en) Method for fabricating patterned magnetic recording media
JP2003304012A (ja) トンネル磁気抵抗効果素子
JPH07235034A (ja) 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置
US6187458B1 (en) Ferromagnetic fine line and magnetic apparatus thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application