KR20050053501A - 패터닝된 다중 레벨 수직 자기 기록 매체를 구비한 자기기록 시스템 - Google Patents

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KR20050053501A
KR20050053501A KR1020040100158A KR20040100158A KR20050053501A KR 20050053501 A KR20050053501 A KR 20050053501A KR 1020040100158 A KR1020040100158 A KR 1020040100158A KR 20040100158 A KR20040100158 A KR 20040100158A KR 20050053501 A KR20050053501 A KR 20050053501A
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알브레쉬트만프레드
헬비그올레브
휴구오한
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히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
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Abstract

본 발명은 패터닝된 수직 자기 기록 매체를 이용하는 자기 기록 디스크 드라이브와 같은 자기 기록 시스템에 관한 것으로서, 각각의 자기 블럭, 즉 아일랜드(island)는 다중 레벨 기록을 제공하기 위해 개개의 자기 셀들(magnetic cells)의 스택(stack)을 포함한다. 아일랜드 내의 각각의 셀은 각각의 셀에 수직 자기 이방성을 제공하는 재료 또는 한 세트의 재료들로 형성되며, 단일 자기 영역(single magnetic domain)이다. 각각의 셀은 비자성 스페이서 층들에 의해 아일랜드 내의 다른 셀들로부터 자기적으로 디커플링된다. 따라서, 각각의 셀은 2 개의 방향들(셀을 구성하는 층의 평면 내로 들어가는 방향 및 평면으로부터 나오는 방향) 중 한 방향으로 자화(자기 모멘트)를 가질 수 있고, 이러한 자화는 그 아일랜드 내의 다른 셀들의 자화와는 독립적이다. 이것은 복수의 자기 레벨들이거나 또는 상태들이 각각의 자기 아일랜드에 기록되는 것을 허용한다.

Description

패터닝된 다중 레벨 수직 자기 기록 매체를 구비한 자기 기록 시스템 {MAGNETIC RECORDING SYSTEM WITH PATTERNED MULTILEVEL PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING}
기술 분야
본 발명은 자기 기록 하드 디스크 드라이브와 같은 자기 기록 매체 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 매체 및 패터닝된 수직 자기 기록 매체(patterned perpendicular magnetic recording media)를 갖는 시스템에 관한 것이다.
관련 출원들
본 출원은 공통 명세서에 기초하여 함께 출원되어 동시 계류 중인 이하의 출원들과 관련된 것이다.
"PATTERNED MULTILEVEL PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIA"(출원인의 도켓 번호 HSJ920030213US1).
"METHOD FOR MAGNETIC RECORDING ON PATTERNED MULTILEVEL PERPENDICULAR MEDIA USING VARIABLE WRITE CURRENT"(출원인의 도켓 번호 HSJ920030215US1).
"METHOD FOR MAGNETIC RECORDING ON PATTERNED MULTILEVEL PERPENDICULAR MEDIA USING THERMAL ASSISTANCE AND FIXED WRITE CURRENT"(출원인의 도켓 번호 HSJ920030246US1).
본 발명의 배경 기술
패터닝된 자기 기록 매체는 하드 디스크 드라이브와 같은 자기 기록 데이터 저장 장치의 비트 밀도를 증가시키기 위해 제안되고 있다. 패터닝된 매체에서, 자성 재료는 작은 절연된 블럭들(blocks), 즉 아이랜드들(islands)로 패터닝되어 있고, 여기서, 각각의 아일랜드 내에는 단일 자기 영역, 즉, "비트"가 있다. 단일 자기 영역은 단일 그레인(single grain)일 수도 있고, 단일 자기 볼륨으로서 일제히 자기 상태를 전환하는 소수의 강하게 결합된 그레인들로 구성될 수 있다. 이러한 사실은 단일 "비트"가 영역 월(domain wall)에 의해 분리된 복수의 자기 영역들을 가질 수도 있는 종래의 연속 매체와 대조를 이룬다. 미국 특허 제5,820,769호는 다양한 타입의 패터닝된 매체와 그 제조 방법을 개시하고 있다. 패터닝된 매체를 갖는 자기 기록 시스템 및 그 연관된 도전해 볼 만한 사안들에 대한 설명이 R.L. White 등의 "Patterned Media: A Viable Route to 50 Gbit/in2 and Up for Magnetic Rcording?", IEEE Transactions on Magnetics, Vol.33, No.1, 1997년 1월, 990-995에 개시되어 있다.
수직 자기 이방성을 갖는 패터닝된 매체는 그 자기 모멘트들이 평면 내부로 또는 평면 외부로 배향되어 있는 바람직한 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성은 2 개의 가능한 자화 상태를 나타낸다. 이들 상태들은 열적으로 안정적이며, 이러한 매체는 연속적인(패터닝되지 않은) 매체에 비해 개선된 신호 대 잡음비(SNR)를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 그러나, 비트 밀도가 1 Terabit/in2인 패터닝된 매체를 달성하기 위해서는 2.5 인치 디스크 전체에 걸쳐서 25 nm의 주기를 갖는 나노 구조 어레이가 요구되고 있다. 300 Gbit/in2에 이르는 비트 밀도를 지원하는 제조 방법이 시연되고 있지만, 낮은 결함률과 높은 균일성을 갖는 큰 면적의 초고밀도 자기 패턴은 아직 이용 가능하지 않다.
미국 특허 제5,583,727호에 기술된 바와 같이 복수의 레벨(다중 레벨) 자기 저장 장치의 이용이 제안되고 있지만, 이들 특허 문헌에 개시된 내용은 연속적인(패터닝되지 않은) 자기막 및 패터닝되지 않은 자기 아일랜드들에 대한 것이다. 그러나, 다중 레벨 연속 자기막에서, 자기 그레인의 수, 그에 따라, 즉 신호 및 잡음은 복수의 레벨들로 분할되고, 그에 따라서 SNR은 열화된다.
패터닝된 매체 및 다중 레벨 기록의 양자 모두의 이점을 갖는 자기 기록 매체 및 시스템의 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 패터닝된 수직 자기 기록 매체를 이용하는 자기 기록 디스크 드라이브와 같은 자기 기록 시스템으로서, 각각의 자기 블럭, 즉 아일랜드는 개개의 자기 셀들의 스택을 포함한다. 소정의 아일랜드 내의 각각의 셀은 셀에 수직 자기 이방성을 제공하는 재료나 한 세트의 재료들로 구성되며, 단일 자기 영역이다. 각각은 셀은 비자성 스페이서 층에 의해 그 아일랜드 내의 다른 셀들로부터 자기적으로 디커플링된다. 따라서, 각각의 셀은 2 개의 방향들(셀을 구성하는 층의 평면속으로 들어가는 방향 및 나오는 방향) 중 하나의 자화(자기 모멘트)를 가질 수 있고, 또한 이러한 자화는 그 아일랜드 내의 다른 셀들의 자화와는 독립적이다. 따라서, 아일랜드마다의 상이한 셀들에 걸쳐서 적분된 전체 자화는 복수의 자기 신호 레벨들 또는 상태들이 각각의 자기 아일랜드 내에 기록되는 것을 허용한다. 각각의 아일랜드 내의 각각의 셀은 단일 자기 영역이기 때문에, 복수의 자기 레벨들에 기인한 잡음의 증가가 없게 된다. 아일랜드들 내에 적층된 자기 셀들의 개수 n은 2n개의 상이한 리드백 신호 레벨을 유발한다. 따라서, 기록 밀도는 2(n-1)의 비율만큼 증가된다.
소정의 아일랜드 내의 각각의 셀은 그 아일랜드 내의 다른 셀들의 보자력과는 상이한 자기 보자력을 가진다. 복수의 자기 전류로 기록할 수 있는 유도성 기록 헤드에 의해 자기 셀들을 기록할 수 있는데(그들의 자화를 전환시킨다), 여기서, 각각의 기록 전류는 상이한 자기 기록 필드를 제공한다. 일부 셀들의 보자력보다는 크지만 다른 셀들의 보자력 보다는 작은 기록 필드의 인가는 아일랜드 내의 선택된 셀들만을 기록한다. 보자력이 가장 높은 셀의 보자력 보다 더 큰 기록 필드의 인가는 아일랜드 내의 모든 셀들을 기록한다. 단일 자기 기록 필드만을 제공하는 고정된 기록 전류를 갖는 유도성 기록 헤드에 의해 열 보조를 이용하여 자기 셀들을 기록할 수도 있다. 열 보조가 없는 기록 필드의 인가는 낮은 보자력의 셀만을 기록한다. 열 보조를 동반한 동일한 기록 필드의 인가는 그들의 큐리 온도에 근접하게 상승된 온도를 갖는 아일랜드 내의 모든 셀들을 기록할 것이다. 이것은 이들 셀들의 보자력이 기록 필드보다 작아지기 때문이다.
자기 아일랜드들은 셀들의 자기적 특성에 영향을 미치지 않고 셀들에 대한 기록에 악영향을 미치지 않는 재료들이거나 공백에 의해 기판 상에서 서로 분리된다. 기판은 동심원 트랙들로 패터닝된 아일랜드들을 갖는 자기 기록 디스크 기판이거나 또는 서로 수직하는 x-y 패턴의 행들로 패터닝된 아일랜드들을 갖는 프로브 기반의 어레이 저장 장치 시스템에서 사용되는 유형의 기판일 수 있다.
본 발명의 특성과 이점들의 완전한 이해를 위해서, 첨부된 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 패터닝된 자기 기록 매체의 개략도이다. 이 매체는 기판(12), 다중 레벨 수직 자기 기록층(50), 선택적 기저층(14) 및 선택적 보호층(16)을 포함한다. 기록층(50)은 스페이스(60)에 의해 서로 분리된 대표적 아일랜드들(52, 54, 56, 58)과 같은 복수의 아일랜드들을 포함한다. 각각의 아일랜드는 수직 자기 이방성을 갖는 자성 재료의 제1 층(20), 수직 자기 이방성을 갖는 자성 재료의 제2 층(40) 및 각각의 아일랜드 내의 2 개의 자성층들(20, 40)을 분리하고 자기적으로 디커플링하는 스페이서 층(30)을 포함한다. 따라서, 각각의 아일랜드는 아일랜드(52) 내의 셀들(22, 32)과 같은 적어도 2 개의 적층되어 자기적으로 디커플링된 셀들을 갖는 다중 레벨 자기 아일랜드이다. 각각의 셀은 단일 자기 영역이며, 스페이서 층(30)에 의해서는 그 아일랜드 내의 다른 셀들로부터 분리되고, 스페이스(60)로서 도시된 영역에 의해서는 다른 아일랜드들 내의 셀들로부터 분리된다.
스페이스(60)는 자기 아일랜드들 사이의 영역들을 정의하고, 전형적으로 비자성 재료로 형성되지만, 자기 아일랜드들로부터 신호 기록 및 검출에 악영향을 미치지 않는다면 강자성 재료로 구성될 수도 있다. 자기 아일랜드들은 먼저 기판을 리소그래픽적으로 패터닝하고, 패터닝된 레지스트 위에 기록층(50)을 형성하는 층들을 증착하고, 그 다음에 레지스트를 제거하여, 자기 아일랜드들을 남겨 둠으로써, 형성될 수 있다. 다른 대안으로서, 자기 아일랜드들은 먼저 기록층(50)을 형성하는 층들을 기판 상에 증착하고, 기록층을 리소그래픽적으로 패터닝하여, 리소그래픽 마스크를 통해 기록층을 에칭하고, 그 다음에 레지스트를 제거하며, 자기 아일랜드들을 남겨둠으로써, 형성될 수 있다. 양자의 예에 있어서, 아일랜드들 사이의 영역 내의 스페이스(60)는 알루미나 또는 스핀 온 유리(spin-on glass)와 같은 비자성 재료로 충전될 수 있는 공극들이다. 따라서, 실질적으로 평면의 표면 토폴로지가 형성될 수 있다. 이 공정은, 먼저 자기 아일랜드들을 형성하고, 그 다음에 스페이스(60)를 충전하는 데 필요한 것보다 큰 두께로 알루미나를 증착하고, 자기 아일랜드들이 노출될 정도까지 알루미나를 화학 기계적 연마(CMP) 처리하는 단계들을 포함할 것이다. 이것은 스페이스(60) 내의 알루미나와 자기 아일랜드의 상부가 대략 동일 평면(coplanar)을 구성한다.
또한, 패터닝된 매체는 마스크를 통해 이온 조사를 행하여 이온 조사된 영역의 특성을 변경시킴으로써 제조될 수도 있다. 패터닝된 매체 이온 조사 제조 공정의 일 예에서, 스페이스들은 자기 아일랜드들의 수직 자기 특성에 영향을 주지 않는 자성 재료로 형성된다. 예를 들어, Co/Pt 다중층의 강한 수직 자기 이방성은 마스크 내의 홀들을 통해 이온 조사하여, 이온 조사되지 않은 Co/Pt 다중층의 자기 아일랜드들 사이의 공간으로서 역할을 하는 평면 내 자화(in-plane magnetization)를 갖는 자성 재료의 영역들을 생성함으로써 파괴될 수 있다. 패터닝된 자기 기록 매체의 이온 조사 제조 방법은 C.Chappert 등에 의한 "Planar Patterned magnetic Media Obtained by Ion Irradiation", Science, Vol.280, 1998년 6월 19일, pp.1919-1922; A.Dietzel 등에 의한 "Ion Projection Direct Structuring for Patterning of Magnetic Media", IEEE Transactions on magnetics, Vol.38, No.5, 2002년 9월, pp.1952-1954; 미국 특허 제6,331,364호 및 제6,383,597호에 개시되어 있다.
도 1의 셀들 내의 상징 문자들 A, B, C, D 및 화살표들에 의해 도시된 바와 같이, 각 아일랜드 내에는 4 개의 가능한 자기 레벨들 또는 상태들이 있으며, 각각의 자기 상태는 각각의 자기 셀 내의 자화의 방향(자기 모멘트)에 의존한다. 따라서, 도 1의 2개의 층 실시예에서의 각각의 자기 상태는 2 비트 바이트나 워드로서 표시될 수 있다. 만일, 하부층(20) 내의 셀들이 바이트나 워드 내의 첫번째 비트로서 선택되고 상부 방향의 자화가 0으로서 간주되면, 자기 상태들은 다음과 같이 나타낸다:
A: [1,1]
B: [0,1]
C: [0,0]
D: [1,0]
도 1은 2 개의 자성층들을 도시하고 있으나, 3 개 이상의 자성층들도 가능하다. n 개의 상이한 자성층들에 걸쳐서 적분된 전체 리드백 신호는 2n개의 상이한 신호 레벨을 제공하고, 이것은 자기 기록에 사용될 수 있다. 따라서 기록 밀도는 2(n-1)의 계수 만큼 증가될 수 있다.
실험을 위해 직경이 150 nm이고 높이가 80nm인 SiO2 기둥들의 6각형 어레이 상에 자기 기록 막이 실온에서 스퍼터링 증착되었다. 기둥들의 중심간 간격은 300 nm였다. 기둥들은 Si 기판 상에 형성된 SiO2 막을 리소그래픽적으로 패터닝함으로서 형성되고 있다. 이 구조는 2 개의 수직 Co/Pd 다중층을 갖는데, 이 Co/Pd 다중층은 그 상부 다중층과 하부 다중층이 5 nm 두께의 Pd 층에 의해 분리되어 자기적으로 디커플링된다. 막의 조성은 다음과 같다:
C(40Å)/Pd(10Å)/[Co(3.3Å)/Pd(8.3Å)]6/Pd(50Å)/[Co(2.5Å)/Pd(6.5Å)]10/Pd(20Å)/SiO2
이 실험적 구조를 도 1의 개략적인 구조와 비교해 보면, 10 Co/Pd 쌍의 다중층은 하부 자성층(20)이고, 6 Co/Pd 쌍의 다중층은 상부 자성층(40)이며, 5 nm 두께의 Pd층은 스페이서 층(30)이다. 자기 이방성의 강도 및 자성층들의 보자력은 Co 및 Pd의 두께를 변화시킴으로써 용이하게 변경할 수 있다. 이 구조에서, 층들(20, 30, 40)을 구성하는 모든 층들은 SiO2 기둥들 사이에서 SiO2의 영역이나 "트렌치"로 증착되었다. 그러나, 기둥 상부의 자기 아일랜드들에 상대적인 이들 층들의 깊이 때문에, 아일랜드들의 자기적 특성은 트렌치 내의 자성 재료에 의해 영향을 받지 않으며, 따라서 자기 아일랜드들 사이에는 공백들이 있게 된다.
이러한 구조의 연속된인 패터닝되지 않은 섹션의 광자기 Kerr 효과(MOKE) 히스테리시스 측정은 도 2에 도시된 바와 같이 상이하게 인가된 필드들에서 각각의 Co/Pd 다중층의 상호 구분되는 전환을 보여주고 있다. 2 개의 자성층들간의 정자기 결합을 통한 자기적 상호 작용은 무시할 정도임을 확인하기 위해, 커플링 필드를 결정하기 위한 작은 루프가 측정되었으나, 커플링은 나타나지 않았다. 따라서, 히스테리시스 루프 형상은 간단하게 2 개의 독립된 자성층들의 히스테리시스의 중첩으로서 이해될 수 있다. 또한, 도 2는 [Co(2.5Å)/Pd(6.5Å)]10 다중층(하부층)이 대략 350 Oe의 보자력을 가지며, [Co(3.3Å)/Pd(8.3Å)]6 다중층(상부층)이 대략 700 Oe의 보자력을 갖는다는 것을 도시하고 있다.
또한, 자기 기록 실험이 이 아일랜드 어레이 구조 상에서 역시 실행되었다. 이 구조는 x-y 스테이지 상에 고정되고, 2 nm보다 작은 해상도의 압전 구동기에 의해 제어되며, 기록 헤드와 물리적으로 접촉하면서 낮은 속도(대략 5 ㎛/s)로 스캔되었다. 종래의 종방향 기록 거대 자기 저항(GMR) 판독/기록 헤드는 각각 약 240 nm 및 180 nm의 기록 및 판독 헤드의 폭과 함께 사용되고 있다. 이 구조는 먼저 20 kOe의 외부 수직 필드에서 dc 자화되었다. 그 다음에, 기록 헤드는 자기 아일랜드들의 행들과 나란하게 정렬된다. 비록 종래의 종방향 유도성 기록 헤드는 대체로 매체의 평면 내에 있는 그 폴들 사이에서 기록 필드를 발생하지만, 이 실험에서는 폴들로부터의 프린징 필드(fringing field)의 수직 성분들은 아일랜드들 내의 수직으로 자화된 셀들의 자화를 변경하는 데 사용되었다.
비트들이 매체 상의 어느 곳에서나 기록될 수 있는 종래의 연속적인 매체 상의 기록과는 대조적으로, 패터닝된 매체 상의 기록은 사각파 기록 패턴과 아일랜드 패턴과의 동기화를 요구한다. 아일랜드 위치들은 dc-소거된 자화된 아일랜드들의 리드백 신호로부터 용이하게 검색될 수 있는데, 여기서, 최소치들은 도 3의 상부 신호에 의해 도시된 바와 같이 아일랜드들을 분리시키는 트렌치들이나 스페이스들을 나타낸다. 약 180 nm의 판독 헤드 폭은 신호가 어레이 내의 개개의 아일랜드로부터 리드백되는 것을 가능하게 한다. 이 실험예에 있어서, 약 40 mA의 고정 기록 전류를 갖는 수평 기록 헤드가 사용되었다. 고정 기록 전류가 사용되었지만, 기록 펄스의 적절한 타이밍에 의해 최대치보다 작은 강도를 갖는 프린징 필드를 아일랜드에 인가하여, 그 아일랜드 내의 보다 낮은 보자력을 갖는 셀만이 그 자화를 전환시킬수 있도록 하는 것이 가능하다. 최대 프린징 필드가 인가되도록 기록 펄스를 타이밍 조절하면, 아일랜드 내의 양쪽 셀들의 자화가 전환되는 결과가 발생한다. 4 개 모두의 자기 상태들(A, B, C, D)은 이러한 방식으로 기록될 수 있었다. 도 3의 하부 신호는 GMR 판독 헤드를 아일랜드 패턴들 양단에 드래깅(drag)함으로써 발생된 리드백 파형을 도시하며, 상이한 4 개의 자화 레벨들(A, B, C, D)을 보여주고 있다.
전술한 실험 결과는 다중 레벨 자기 기록 매체에 대한 것으로, 여기서 수직 자기 이방성을 갖는 자기 셀들은 교대하는 Co/Pd 층들로 구성된 다중층이었다. 또한, Co/Pt 다중층들도 사용되고 있다. 본 발명은 수직 자기 이방성을 제공하는 다른 타입의 자기 기록 재료 및 구조에도 전적으로 적용 가능하다.
자기 셀들은 특별한 성장 강화 하부층(sublayer) 상에서 성장된 과립형 다결정질 코발트-크로뮴(CoCr) 합금으로 형성될 수 있고, 상기 하부층은 상기 다결정 C-축이 상기 하부층의 평면에 수직하도록 유도하여, 상기 층이 강한 수직 자기 결정 이방성을 갖도록 한다. CoCr 과립형 층에 대한 성장 강화 하부층으로 사용될 수 있는 재료들에는 Ti, TiCr, C, NiAl, SiO2 및 CoCr이 포함되고, 여기서 Cr은 약 35-40 원자 퍼센트이다.
자기 셀들은 CoSm, TbFe, TbFeCo 및 GdFe 합금과 같은 수직 자기 이방성을 보이는 임의의 공지된 비결정질 재료로 형성될 수도 있다.
또한, 자기 셀들은 화학적으로 정렬된 CoPt, CoPd, FePt, FePd, CoPt3 또는 CoPd3로 형성될 수 있다. 벌크 형태의 화학적으로 정렬된 CoPt, CoPd, FePt 또는 FePd는 면심 정방정계(FCL; face-centered tetragonal)LI0-정렬상 재료(또한 CuAu 재료라고도 불림)라고 알려져 있다. 이들은 높은 자기 결정 이방성 및 자기 모멘트로 공지되어 있다. LI0상의 c-축은 자화 용이축이고, 기판에 수직하게 배향되어 있어서, 수직 자기 기록 매체에 대해 적합한 재료를 만든다. CoPt 및 CoPd 다중층과 같이, 이들 층들은 매우 강한 수직 이방성을 가진다.
Pd가 전술한 예에서 스페이서 층 재료로서 사용되었지만, 아일랜드들 내의 자기 셀들이 자기적으로 디커플링될 것을 보장하기에 충분한 두께라면 본질적으로 임의의 비자성 재료가 사용될 수 있다. Cu, Ag, Au 및 Ru는 스페이서 층에 대해 사용될 수 있는 다른 재료들의 예이다.
판독 및 기록을 위해 폴 헤드(pole head)를 사용하는 수직 자기 기록 시스템에서, 판독/기록 폴 헤드로부터 필드에 대해 자속 복귀 경로를 제공하기 위해 자성층 아래의 기판 상에 "소프트" 자기 투과성 기저층(underlayer)이 종종 사용된다. 판독 및 기록에 대해 링 헤드를 사용하는 수직 자기 기록 시스템에 있어서, 소프트 기저층은 필요하지 않을 수 있다. 소프트 기저층에 적합한 합금 재료에는 NiFe, FeAlSi, FeTaN, FeN, CoFeB 및 CoZrNb가 포함된다.
가변 기록 전류를 사용한 다중 레벨 매체 상의 기록 방법
도 4a 내지 도 4d는 유도성 기록 헤드(100)가 4개의 가능한 자기 상태들 각각을 2 개의 단일 영역 자기 셀들을 갖는 자기 아일랜드에 기록하는 방식을 도시하고 있다. 헤드(100)는 수직 헤드를 가지며, 전류원(104)에 접속된 코일(102)을 가진다. 전류원(104)은 적어도 2 개의 상이한 전류 레벨 I1 및 I2를 갖는 양방향 기록 펄스를 발생하기 위한 스위칭 회로를 또한 포함하는 기록 구동기 회로의 일부이다. 기록 전류는 기록 폴(105)로부터 대체로 수직한 자기 필드를 발생하며, 이 자기 필드는 리턴 폴(107)로 되돌아 온다. 2 층 매체의 바람직한 실시예에서, 하부 자성층(20)은 상부 자성층(40)보다 보자력이 더 높다. 전류 레벨 I1은 하부층(20)의 보자력보다 큰 자기 기록 필드를 발생한다. 따라서, 도 4a에 도시된 바와 같이 포지티브 I1은 양쪽 층(20, 40)에서 자화 방향을 변경하며, A 상태를 발생한다. 이와 유사하게, 도 4b에 도시된 바와 같이 네거티브 I1 기록 펄스는 양쪽 층(20, 40)에서 자화 방향을 변경하며, C 상태를 발생한다. D 상태를 발생하기 위해, 아일랜드는 먼저 A 상태에 있어야만 한다. 그 후, 도 4c에 도시된 바와 같이 "네거티브" 방향의 I2의 값을 갖는 제2 전류 펄스가 인가된다. 이러한 네거티브 I2 전류 펄스는 상부층(40)의 보자력보다 크지만 하부층(20)의 보자력보다는 작은 자기 기록 필드를 발생하여, 상부층(40)의 자화만이 전환된다. 이와 마찬가지로, B 상태를 발생하기 위해, 아일랜드는 먼저 C 상태에 있어야 하고, 그 후 도 4d에 도시된 바와 같이 "포지티브" 방향의 I2 값을 갖는 제2 전류 펄스가 인가된다. 이러한 포지티브 I2 전류 펄스는 상부층(40)의 보자력보다 크지만 하부층(20)의 보자력보다는 작은 자기 기록 필드를 발생하여, 상부층(40)의 자화만이 전환된다. 자성층들간의 실질적인 보자력의 차이는 I2 펄스가 인가될 때 자기 아일랜드 내의 상부 셀만이 전환되는 것을 보장한다. 그러나, 하나의 아일랜드 내의 2개의 셀들의 보자력은 매우 근접하거나, 또는 하부 셀이 상부 셀로부터 충분히 멀리 떨어지도록 매체가 설계되어 있다면, 하부 셀의 보자력이 상부 셀의 보자력보다 약간 더 클 수 있다. 예를 들어, 스페이서 층(30)의 두께를 적절히 선택함으로써, I2 펄스가 인가될 때 하부층(40)은 상부층(20)보다 훨씬 낮은 기록 필드에 노출될 것이다.
열 보조 및 고정 기록 전류를 이용한 다중 레벨 매체 상의 기록 방법
도 5a 내지 도 5d는 열 보조 유도성 기록 헤드(100')가 4 개의 가능한 자기 상태들 각각을 2 개의 단일 영역 자기 셀들을 갖는 자기 아일랜드에 기록하는 방식을 도시하고 있다. 기록 헤드(100')는 수직 헤드이며, 고정 기록 전류 I0을 제공하는 전류원(104)에 접속된 코일(102)을 가진다. 전류원(104)은 플러스 또는 마이너스 전류 레벨 I0을 갖는 양방향 기록 펄스를 발생하는 스위칭 회로를 또한 포함하는 기록 구동기 회로의 일부이다. 또한, 기록 헤드(100')는 기록 폴(105)과 복귀턴 폴(107) 사이에 위치한 전기 저항성 히터(103)를 포함한다. 전기 저항성 히터(103)는 매체 상의 자기 아일랜드들에 대해 히터(103)가 열 펄스를 발생할 수 있도록 해주는 전류 펄스 인가용 회로에 접속된다. 미국 특허 제6,493,183호에는 자기 기록 필드를 발생하기 위한 유도성 자기 헤드 및 매체를 가열하기 위한 히터를 개시하고 있다. 기록 전류 I0는 기록 폴(105)로부터 대체로 수직인 자기 필드를 발생하며, 이 자기 필드는 리턴 폴(107)에 되돌아 온다. 2 층 매체의 양호한 실시예에 있어서, 하부 자성층(20)은 상부 자성층(40)보다 높은 보자력을 가진다. 전류 레벨 I0는 상부층(40)의 보자력보다는 크지만 하부층(20)의 보자력보다는 작은 자기 기록 필드를 발생한다. 따라서, 히터(103)로부터 열 보조가 없다면, 자기 기록 필드에 의해 상부층(40)의 셀들의 자화만이 전환될 것이다. 그러나, 히터(103)로부터 열이 매체에 인가되면, 하부층(20)의 온도는 그 하부층(20) 내의 강자성 재료의 큐리 온도 부근까지 상승되고, 이것은 하부층(20)의 보자력을 전류 I0에 의해 발생된 기록 필드보다 낮게 저하시킨다. 따라서, 도 5a에 도시된 바와 같이 히터(103)로부터의 열 펄스와 연계한 포지티브 I0 전류 펄스는 양 층들(20, 40) 내의 자화 방향을 변경시키고, A 상태를 발생시킨다. 이와 마찬가지로, 도 5b에 도시된 바와 같이 히터(103)로부터의 열 펄스와 연계한 네거티브 I0 전류 펄스는 양 층들(20, 40) 내의 자화 방향을 변경시키고, C 상태를 발생시킨다. D 상태를 발생하기 위해, 아일랜드는 먼저 A 상태에 있어야만 하고, 그 후 도 5c에 도시된 바와 같이 네거티브 I0 전류 펄스가 인가된다. 이러한 네거티브 I0 전류 펄스는 상부층(40)의 보자력보다는 크지만 하부층(20)의 보자력보다 작은 자기 기록 필드를 발생하여, 상부층(40)의 자화만이 전환된다. 이와 마찬가지로, B 상태를 발생하기 위해서, 아일랜드는 먼저 C 상태에 있어야만 한다. 그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이 포지티브 I0 전류 펄스가 인가된다. 이러한 포지티브 I0 전류 펄스는 상부층(40)의 보자력보다는 크지만 하부층(20)의 보자력보다 작은 자기 기록 필드를 발생하여, 상부층(40)의 자화만이 전환된다. 자성층들간의 실질적인 보자력의 차이는 I0 펄스가 인가될 때 자기 아일랜드 내의 상부 셀만이 전환되는 것을 보장한다. 그러나, 하나의 아일랜드 내의 2 개의 셀의 보자력은 매우 근접하거나, 또는 하부 셀이 상위 셀로부터 충분히 멀리 떨어지도록 매체가 설계되어 있다면 하부 셀의 보자력이 상부 셀의 보자력보다 약간 더 클 수 있다. 예를 들어, 스페이서 층(30)의 두께를 적절히 선택함으로써, I0 펄스가 인가될 때 하부층(40)은 상부층(20)보다 훨씬 낮은 기록 필드에 노출될 것이다. 이 실시예의 일예로서, 하부층은 6[Co(4Å)/Pd(10Å)] 다중층으로 구성될 수 있으며, 대략 3000 Oe의 보자력을 가진다. 그리고, 상부층은 6[Co(2.5Å)/Pd(5Å)] 다중층으로 구성될 수 있으며, 대략 2000 Oe의 보자력을 가진다. 10 mA의 고정된 기록 전류 펄스는 대략 3000 Oe의 자기 기록 필드를 발생할 것이다. 몇 밀리와트의 히트 펄스는 양 층들의 온도를 대략 40 K 정도 만큼 증가시킬 것이고, 이것은 하부층의 보자력을 대략 1000 Oe 만큼 감소시킬 것이다.
도 5a 내지 도 5d가 폴들(105, 107) 사이에 위치한 히터(103)를 도시하고 있지만, 히터는 폴의 어느 한쪽면 상에 위치할 수도 있다. 또한, 히터는 코일의 케이스 부분이 히터에 대한 전기 단자로서 역할을 하는 미국 특허 출원 제2003/0021191A1호에 개시된 바와 같이, 종방향 기록 헤드의 코일의 일부로서 형성될 수도 있다. 또한, 히터는 전기 저항성 히터일 필요는 없으며, 희망하는 셀들만이 그 자화를 전환하도록 보장하기 위해서 히트 펄스와 자기 기록 필드가 집중될 수 있다고 가정하면, 매체 상에 광 스폿을 향하게 하는 레이저와 같은 유도성 기록 헤드와 직접 연관되지 않는 별도의 소자일 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 레벨 자기 기록 시스템의 디스크 드라이브 실시예의 상부도이다. 드라이브(200)는 다중 레벨 자기 기록 디스크(214)를 회전시키기 위한 드라이브 모터와 액츄에이터(230)를 지지하는 하우징 또는 베이스(212)를 가진다. 디스크(214) 기판은 종래의 디스크 드라이브에서 사용되는 유리 또는 알루미늄 마그네슘(AlMg) 기판과 같은 임의의 적절한 기판일 수 있다. 액츄에이터(230)는 강성 아암(234)을 갖는 보이스 코일 모터(VCM) 회전 액츄에이터일 수 있으며, 화살표 224로 도시된 바와 같이 피봇(232)의 주위를 회전한다. 헤드 서스펜션 어셈블리(220)는 서스펜션(221)을 포함한다. 이 서스펜션(221)의 한쪽 단부는 액츄에이터 아암(234)의 단부에 부착되어 있고. 그 서스펜션(221)의 다른쪽 단부는 에어 베어링 슬라이더와 같은 헤더 캐리어(222)에 부착되어 있다. 디스크(214) 상의 자기 아일랜드(215)는 방사 방향으로 이격된 원형 트랙들(218)로 배열되어 있다. 디스크(214)가 회전함에 따라, 액츄에이터(230)의 이동은 헤드 캐리어(222)의 후단부 상의 헤드(100)가 자기 아일랜드(215)의 다중 레벨 데이터를 기록하기 위해 디스크(214) 상의 상이한 데이터 트랙들(218)에 액세스하는 것을 허용한다. 앞서 언급한 바와 같이, 패터닝된 매체 상의 기록은 기록 펄스와 아일랜드 패턴과의 동기화를 요구한다. 기록을 클럭킹하기 위해 자기 아일랜드들을 이용하는 패터닝된 매체 자기 기록 시스템은 2003년 6월 12일자로 공개되고 본 출원의 동일한 양수인에게 양수된 "Patterned media magnetic recording disk drive with timing of write pulses by sensing the patterned media"라고 하는 타이틀의 공개 출원 US20030107833A1호에 개시되어 있다.
도 3에 도시된 신호를 기록하는 데 사용되는 유도성 기록 헤드는 종래의 종방향 유도성 기록 헤드이며, 도 4a 내지 도 4d에 기술된 유도성 기록 헤드는 기록 폴과 리턴 폴을 갖는 수직 헤드이다. 본 발명에 사용하기 위한 또 다른 유형의 유도성 기록 헤드는 나노미터의 날카로운 자기 선단을 그 단부에 갖는 캔틸레버를 포함하는 MFM(Magnetic-Force-Microscopy)에 기초한다. 하나의 유형의 MFM 프로브가 미국 특허 제5,900,729호에 기술되어 있으며, 도 6에 도시되어 있다. 도 7은 캔틸레버(350)에 부착된 프로브 몸체(310)를 도시하는 프로브(300)의 측면 단면도이다. 프로브 몸체(310)는 한 쌍의 폴(340, 342)과 유도 코일(311)을 가진다. 코일(311)과 폴들(340, 342)은 코일과 폴들이 종래의 디스크 드라이브 에어 베어링 슬라이더의 후단부에 형성되는 디스크 드라이브 박막 유도성 기록 헤드의 제조 분야에 공지된 종래의 리소그래픽 기술을 사용하여 형성된다. 폴들(340, 342)은 비자성 갭(314)에 의해 서로 분리된다. 폴들(340, 342)은 코일(311)이 통과하는 요크를 형성하기 위해서 서로 접속된다. 코일 권선의 구획화된 단부는 코일(311)로서 도시되어 있다. 전류가 코일(311)을 통과할 때, 요크에는 자계가 유도되고, 종래의 종방향 박막 유도성 기록 헤드에서와 마찬가지로 폴들(340, 342) 사이에는 자기 플럭스가 발생한다. 폴들(340, 342) 중 적어도 하나와 접촉하여 형성되고 양호하게는 갭(314)의 단부 표면과도 접촉하는 프로브 선단(320)은 폴들의 단부로부터 연장된다. 프로브 선단(320)은 폴들 중 하나와 접촉하며 자성 재료로 형성되는 적어도 하나의 표면 또는 측면(322)을 가진다. 프로브 선단(320)은 대체로 원추형 형상을 가진 것으로 도시되어 있으나, 실제 형상은 변화될 수 있다. 도 7에 도시된 요크 구조에 대한 대안으로서, 코일은 프로브 선단(320), 프로브 몸체(310), 또는 켄틸레버(350)의 주변에 나선형으로 감겨질 수도 있는데, 이것은 이러한 구조들이 코일에 의해 발생된 자계가 자기 프로브 선단(320)으로 향하도록 허용하는 재료로 형성된다는 것을 전제로 한 것이다. 이러한 유형의 MFM 프로브는 미국 특허 제5,436,448호에 기술되어 있다. 유도성 기록 헤드와 같은 MFM 프로브를 사용하는 임의의 이와 같은 배열에서, 코일은 기록 구동기로부터 전류 I1 또는 I2를 수신하고, 이것은 I1 또는 I2의 값에 의해 결정되는 필드 강도로 프로브 선단(320)이 한 방향으로 자화되도록 유발한다. 코일을 통한 전류의 방향이 전환되면, 프로브 선단의 자화 방향은 역전된다. 이들 2 개의 자화 방향이 도 8a 및 도 8b에 개략적으로 도시되어 있다. 이들 2 개의 가능한 자화 방향과 2 개의 가능한 자계값은 4개의 가능한 자기 상태들(A, B, C, D)이 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 기술된 것과 동일한 방식으로 자기 아일랜드 내에 기록되는 것을 가능하게 한다.
유도성 기록 헤드와 같은 MFM 프로브를 갖는 본 발명의 디스크 드라이브 실시예에 있어서, 프로브 선단(320)을 갖는 켄틸레버(350)는 액츄에이터 아암(234)에 부착된다(도 5a 내지 도 5d). MFM 프로브가 디스크 드라이브에서 사용되는 것을 가능하게 하는 또 다른 유형의 액츄에이터는 미국 특허 제5,804,710호에 개시되어 있다. 그러나, MFM 프로브 유형의 유도성 기록 헤드는 스캐닝 프로브 시스템에서 다중 레벨 자기 기록도 또한 허용한다. 스캐닝 프로브 시스템은 "Millipede-A MEMS-Based Scanning-Probe Data-Storage System", IEEE Transactions on Magnetics, Vol.39, No.2, 2003년 3월, pp.938-945에 개시되어 있다. "Millipede" 시스템은 프로브 선단을 가열하여 데이터가 중합체 저장 매체에 기록되도록 하는 열기계적 시스템이다. 본 발명에 따른 다중 레벨 자기 기록 시스템의 스캐닝 프로브 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 다중 레벨 자기 기록 매체(400)는 도 1을 참조하여 기술된 것과 같으며, 기판(401)과 자기 아일랜드들(402)을 포함한다. 아일랜드들(402)은 기판(401) 상의 상호 수직하는 행들의 x-y 어레이로서 배열되어 있다. 기판(401)은 xyz 스캐너의 플랫폼(402) 상에서 지지된다. 연관된 켄틸레버(411)를 갖는 MFM 타입의 프로브 선단(410)의 어레이가 칩(420) 상에 제조된다. 칩(420)과 매체(400)는 xyz 스캐너에 의해 x-y 방향으로 서로 상대적으로 움직일 수 있다. 따라서, 각각의 프로브는 전체 아일랜드 어레이의 단지 하나의 섹션과 연관되며, 그 섹션 내의 아일랜들만을 어드레스 지정한다. 멀티플렉스 구동기(MUX)(430, 432)는 기록 전류 I1, I2가 개별적으로 각각의 MFM 프로브에 전달될 수 있도록 허용한다.
앞에서 기술되고 도 9에서 도시된 스캐닝 프로브 시스템은 프로브의 어레이를 가지고 있다. 그러나, 본 발명에 따른 스캐닝 프로브 다중 레벨 자기 기록 시스템은 종래의 MFM 시스템과 같이 xyz 스캐너와 협동하여 단지 하나의 프로브와 함께 이용 가능하다.
본 발명이 바람직한 실시예들을 참조하여 특징적으로 도시하고 기술되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상과 범주로부터 이탈하지 않는 범위 내에서 그 세부 사항과 형태에 있어서 여러 가지의 변경이 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본원 명세서에 개시된 본 발명은 단지 예시적인 것이며, 첨부된 특허 청구의 범위에 개시된 범위에 의해서만 제한되는 것이다.
본 발명에 따르면, 패터닝된 매체 및 다중 레벨 기록의 양자 모두의 이점을 가지며, 패터닝된 수직 자기 기록 매체를 이용하는 자기 기록 디스크 드라이브와 같은 자기 기록 시스템을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패터닝된 다중 레벨 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.
도 2는 자기 기록 매체의 패터닝되지 않은 섹션의 광자기 Kerr 효과(MOKE) 히스테리시스 루프로서, 자기 아일랜드 내의 셀들의 4 개의 가능한 자화 레벨들(A, B, C, D로 표시됨)을 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 샘플의 dc 자화한 후의 패터닝된 다중 레벨 매체의 리드백 신호(상부), 사각파 기록 패턴을 인가한 이후의 패터닝된 다중 레벨 매체의 리드백 신호(중간부), 및 상기 리드백 신호에 대응하는 셀 자화의 개략적인 표시(하부)를 도시하는 도면.
도 4a 내지 도 4d는 유도성 기록 헤드가 패터닝된 다중 레벨 매체의 자기 아일랜드 내에 상이한 4 개의 자화 레벨을 기록하는 방법을 도시하는 개략적인 도면.
도 5a 내지 도 5d는 전기 저항성 히터를 갖는 유도성 기록 헤드가 패터닝된 다중 레벨 매체의 자기 아일랜드 내에 상이한 4 개의 자화 레벨을 기록하는 방법을 도시하는 개략적인 도면.
도 6은 다중 레벨 자기 기록 시스템의 디스크 드라이브 실시예의 상부도로서, 자기 아일랜드들을 기록 디스크의 동심원 트랙 상의 점들(dots)로서 도시하는 도면.
도 7은 다중 레벨 자기 기록 시스템용 유도성 기록 헤드로서 MFM(Magnetic Force Microscopy) 프로브의 한 가지 타입의 단면도.
도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 MFM 프로브 타입의 유도성 헤드의 프로브 선단의 상이한 2 개의 자화를 도시한 도면.
도 9는 다중 레벨 자기 기록 시스템의 스캐닝 프로브 실시예로서, x-y 어레이로 배열되고 점으로 표시된 자기 아일랜드들을 갖는 매체 기판과 MFM 프로브 유도성 기록 헤드의 x-y 어레이를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 기판
14 : 기저층
16 : 보호층
20, 40: 자성층
22, 32 : 셀
30: 스페이서 층
50 : 다중 레벨 수직 자기 기록층
52, 54, 56, 58 : 아일랜드
100 : 유도성 기록 헤드
102 : 코일
104 : 전류원

Claims (38)

  1. 자기 기록 시스템에 있어서,
    기판(substrate)과 상기 기판 상에 복수 개의 공간 이격된 자기 아일랜드들(magnetic islands)을 포함하는 다중 레벨 자기 기록 매체(multilevel magnetic recording medium)로서, 상기 각각의 아일랜드는 적어도 2개의 적층된 자기 셀들을 포함하며, 아일랜드 내의 각각의 셀은 상기 아일랜드 내의 다른 셀들과 분리되어 있고 상기 기판에 실질적으로 수직인 서로 대향되는 2 개의 방향들 중 한 방향으로 배향된 자기 모멘트를 갖는 것인, 상기 다중 레벨 자기 기록 매체와;
    상기 기판에 대체로 수직인 자기 필드들을 생성하기 위한 전기 코일을 포함하며, 상기 아일랜드 내의 다른 셀들의 자기 모멘트의 배향을 전환하지 않고 상기 아일랜드 내의 하나의 셀의 자기 모멘트의 배향을 전환할 수 있는 유도성 기록 헤드
    를 포함하는 자기 기록 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 코일에 결합되어, 전류를 2 개의 방향으로 발생할 수 있는 전류원을 더 포함하는 자기 기록 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전류원은 전류를 2 개의 방향으로 발생할 수 있고, 각각의 방향에 적어도 2 개의 상이한 값을 갖는 것인 자기 기록 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 상기 기판에 대체로 수직으로 배향된 프린지 필드(fringe field)를 갖는 종방향 유도성 기록 헤드인 것인 자기 기록 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 수직 헤드인 것인 자기 기록 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 프로브 선단을 가진 켄틸레버 프로브이고, 상기 프로브 선단은 자성 재료로 형성되는 것인 자기 기록 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 아일랜드를 가열하기 위한 히터를 더 포함하는 자기 기록 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 기록 폴(write pole)을 가지며, 상기 히터는 상기 기록 폴과 인접하게 배치된 것인 자기 기록 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 2 개의 폴을 가지며, 상기 히터는 상기 2 개의 폴들 사이에 배치된 것인 자기 기록 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 히터는 전기 저항성 히터인 것인 자기 기록 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 자기 기록 시스템은 디스크 드라이브이고, 상기 매체는 회전가능한 디스크이며, 상기 아일랜드들은 대체로 동심원의 트랙들로 상기 기판 상에 배열되는 것인 자기 기록 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 헤드에 결합되어, 상기 헤드가 상기 트랙들을 가로질로 이동하는 액츄에이터를 더 포함하는 자기 기록 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 켄틸레버와 상기 켄틸레버의 한쪽 단부에 프로브 선단을 갖는 MFM(Magnetic Force Microscopy) 프로브이고, 상기 켄틸레버의 다른쪽 단부에 상기 액츄에이터가 부착된 것인 자기 기록 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 자기 기록 시스템은 스캐닝 프로브 시스템이고, 상기 아일랜드들은 x-y 어레이로 상기 기판 상에 배열되며, 상기 헤드는 프로브 선단을 갖는 켄틸레버 프로브이고, 상기 프로브 선단은 자성 재료로 형성되며, 상기 프로브 선단 및 아일랜드들의 어레이는 x 방향 및 y 방향으로 서로 상대적으로 이동 가능한 것인 자기 기록 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 x-y 어레이 내의 아일랜드들은 어레이 섹션으로 그룹화되고, 상기 자기 기록 시스템은 복수 개의 켄틸레버 프로브를 더 포함하며, 각각의 프로브는 어레이 섹션과 연관되고, 각각의 프로브 및 그 연관된 어레이 섹션은 x 방향 및 y 방향으로 서로 상대적으로 이동 가능한 것인 자기 기록 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 각각의 아일랜드는 상기 셀들을 분리하기 위해 적층된 셀들 사이에 비자성 재료층을 포함하는 것인 자기 기록 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 아일랜드들은 공극(void)에 의해 공간 이격된 것인 자기 기록 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 기판은 복수 개의 기둥들로 패턴화되고, 상기 아일랜드들은 상기 기둥들 위에 형성된 것인 자기 기록 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 아일랜드들은 상기 아일랜드들 사이의 상기 기판 상에 형성된 재료를 간격을 두고 공간 이격되고, 실질적으로 비수직 자기 이방성을 갖는 것인 자기 기록 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 공간 이격된 재료는 비자성인 것인 자기 기록 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 각각의 아일랜드 내에 2 개의 셀들만이 존재하는 것인 자기 기록 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 각각의 셀은 Co와 Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택된 제1 재료와, Pt와 Pd로 구성되는 그룹으로부터 선택된 제2 재료의 복수 층의 교대층들이고, 상기 복수 층은 상기 기판에 실질적으로 수직인 자기 이방성을 갖는 것인 자기 기록 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 각각의 셀은 Co, Ni, Fe 및 이들의 합금들 중 하나 이상을 포함하는 강자성 재료로 형성되는 것인 자기 기록 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 각각의 셀은 상기 기판에 실질적으로 수직인 자기 결정 이방성(magnetocrystalline anisotropy)을 갖는 Co와 Cr의 합금을 포함하는 강자성 재료로 형성되는 것인 자기 기록 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 각각의 셀은 성장 강화 하부층 위에 바로 형성되는 것인 자기 기록 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 성장 강화 하부층은 Ti, TiCr, C, NiAl, SiO2 및 CoCr로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되고, 여기서 Cr은 상기 CoCr 하부층의 약 35 내지 40 원자 퍼센트인 것인 자기 기록 시스템.
  27. 제1항에 있어서, 각각의 아일랜드 내에서 상기 기판에 가장 가까운 셀은 상기 아일랜드 내의 다른 셀의 자기 보자력보다 큰 자기 보자력을 갖는 것인 자기 기록 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 아일랜드들 아래쪽의 상기 기판 상에 기저층(underlayer)을 더 포함하는 것인 자기 기록 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 기저층은 NiFe, FeAlSi, FeTaN, FeN, CoFeB 및 CoZrNb로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료의 자기 투과성 소프트 기저층인 것인 자기 기록 시스템.
  30. 자기 기록 디스크 드라이브에 있어서,
    기판과 상기 기판 상에 복수 개의 공간 이격된 자기 아일랜드들(magnetic islands)을 포함하는 다중 레벨 자기 기록 디스크(multilevel magnetic recording disk)로서, 상기 각각의 아일랜드는 적어도 2 개의 적층된 자기 셀들과 상기 적어도 2 개의 셀들 사이에 비자성 스페이서 층을 포함하고, 아일랜드 내의 각각의 셀은 상기 기판에 실질적으로 수직인 서로 대향되는 2 개의 방향들 중 한 방향으로 배향된 자기 모멘트를 가지며, 상기 아일랜드들 각각에서 상기 기판에 보다 근접한 셀은 상기 아일랜드들 내의 다른 셀들보다 보자력이 더 큰 것인, 상기 다중 레벨 자기 기록 디스크와;
    상기 기판에 대체로 수직인 자기 필드들을 생성하기 위한 전기 코일을 포함하며, 상기 아일랜드 내의 다른 셀들의 자기 모멘트의 배향을 전환하지 않고 상기 아일랜드 내의 하나의 셀의 자기 모멘트의 배향을 전환할 수 있는 유도성 기록 헤드
    를 포함하는 자기 기록 디스크 드라이브.
  31. 제30항에 있어서, 상기 전기 코일에 결합되어, 전류를 2 개의 방향으로 발생할 수 있는 전류원을 더 포함하는 자기 기록 디스크 드라이브.
  32. 제31항에 있어서, 상기 전류원은 전류를 2 개의 방향으로 발생할 수 있고, 각각의 방향에 적어도 2 개의 상이한 값을 갖는 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
  33. 제30항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 상기 기판에 대체로 수직으로 배향된 프린지 필드를 갖는 종방향 유도성 기록 헤드인 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
  34. 제30항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 수직 헤드인 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
  35. 제30항에 있어서, 아일랜드를 가열하기 위한 히터를 더 포함하는 자기 기록 디스크 드라이브.
  36. 제35항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 기록 폴을 가지며, 상기 히터는 상기 기록 폴과 인접하게 배치된 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
  37. 제35항에 있어서, 상기 유도성 기록 헤드는 2 개의 폴을 가지며, 상기 히터는 상기 2 개의 폴들 사이에 배치된 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
  38. 제35항에 있어서, 상기 히터는 전기 저항성 히터인 것인 자기 기록 디스크 드라이브.
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