KR20090074396A - 강유전체를 이용한 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를채용한 정보저장장치 - Google Patents

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KR20090074396A
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 강유전체를 이용한 정보저장매체는, 비정질 결정구조의 기판과, 이 기판 상에 형성된 전극층, 및 이 전극층 상에 형성된 (001)방향의 강유전체층를 포함한다.

Description

강유전체를 이용한 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를 채용한 정보저장장치 {Information storage media using ferroelectric material, manufacturing method of the information storage media, and information storage device adopting the same}
본 발명은 강유전체를 이용한 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를 채용한 정보저장장치에 관한 것으로, 상세하게는 비정질 기판 상을 이용하여 우수한 강유전 특성을 얻을 수 있는 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를 채용한 정보저장장치에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: HDD)는 일반적으로 자성체가 코팅된 원판형 알루미늄 기판에 자료를 저장할 수 있도록 만든 보조기억장치의 한 종류이다. 하드 디스크 드라이브는 이미 시장을 형성하고 있는 데이터 스토리지(Data storage) 기술이다. 하드 디스크 드라이브의 구동 메카니즘(Mechanism)은 수십 년간의 역사에서 알 수 있듯이 기계적인 운동을 하는 디바이스(device)로는 가장 진보된 기술이라 할 수 있다. 반면에 하드 디스크 드라이브의 제품기록밀도의 향상은 해를 거듭할수록 둔화 추세를 보이고 있다.
기록밀도 향상을 위한 차세대 기술 연구는 패턴된 미디어(Patterned Media), HAMR(Heat-Assisted Magnetic Recording), 프로브(Probe)를 이용한 저장방법 등을 중심으로 진행되고 있다. 이중에서, 데이터 스토리지(Data storage)를 기반으로 한 프로브(probe)의 개발은 소형 대용량 데이터 스토리지에 대한 필요를 충족시키기 위해서 시작되었다. IBM사의 밀리피드(Millipede)의 경우, 기본적으로 프로브 헤드(probe head) 하나 하나의 구동 시간의 제약 때문에, 수천 개의 프로브 어레이(probe array)를 만들고 미디어를 선형 운동시켜 수천 개의 프로브 헤드가 미디어 위를 움직이며 읽기(Read)/쓰기(Write)를 하도록 구성되어 있다. 수천 개의 프로브 헤드에 독립적으로 쓰기 신호(writing signal)을 인가해 주어야 하고, 읽기동작(reading) 시에 각각의 프로브에서 나오는 신호를 독립적으로 처리해주어야 하는 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 하드 디스크 드라이브의 구동 메카니즘(mechanism)과 강유전체 미디어(Ferroelectric media)를 이용하는 강유전체 하드 디스크 드라이브(HDD)의 개념이 요구되며, 강유전체 미디어 제조 방법의 확보가 필수적이다.
기존에 제시된 강유전체 미디어(ferroelectric media)의 구조는 사용되는 기판의 종류에 따라 나누어질 수 있다. 실리콘(Si) 기판을 이용할 경우, 미디어로서의 강유전체층(ferroelectric layer)을 확보하기 위한 다층구조가 필요하다. 또, 하드 디스크 드라이브의 미디어로 사용하기 위하여는, 미디어의 제조 시에 레이저 가공 또는 드라이 에칭(dry etching) 공정이 추가되어 비용이 상승하여 가격 경쟁력이 떨어지는 단점이 있다. 단결정 기판을 이용할 경우, 강유전체층의 대면적화에 수반 되는 단결정 기판의 높은 가격으로 인하여 가격 경쟁력이 떨어진다. 그리고, 비정질 기판은 대면적화가 가능하고 가격 경쟁력이 있어 선호되는 경향이 있으나, 유리 기판과 같은 비정질 기판 상에 강유전 특성이 우수한 강유전체층을 형성하기가 어렵다. 따라서, 가격 경쟁력이 있고 강유전 특성을 극대화할 수 있는 비정질 기판을 이용한 강유전체 미디어의 구조 및 제조기술이 필요하다.
본 발명은, 상기한 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 비정질 기판을 이용하며 강유전 특성이 뛰어난 강유전체층을 구비하는 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를 채용한 정보저장장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보저장매체는, 비정질 결정구조의 기판; 상기 기판 상에 형성된 전극층;및 상기 전극층 상에 형성된 (001)방향의 강유전체층;를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 기판은 유리, 비정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 강유전체층은 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), (Pb,La)TiO3(PLT), PbTiO3, PbZrO3, KNbO3, LiTaO3, LiNbO3, BiFeO3 로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체.
일 실시예로서, 상기 전극층은 Pt, Al, Au, Ag, Cu, Ir, IrO2, SrRuO3 및 (La,Sr)CoO 로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 기판과 전극층 사이에는, 상기 전극층 및 상기 강유전체층과 격자 길이가 유사한 하지층이 더 마련될 수 있다. 상기 하지층과 상기 전극층 사이에는 상기 하지층의 배향방향을 (00ℓ, ℓ= 1, 2,…)방향으로 유도하는 시드층이 더 마련될 수 있다. 상기 하지층은 Cr 또는 Fe일 수 있다. 상기 시드층은 Ta 또는 Zr일 수 있다. 상기 하지층의 두께는 10 내지 100nm일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 강유전체층 상에는 강유전체층의 손상을 방지하기 위한 보호층이 형성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정보저장장치는, 상술한 정보저장매체;및 상기 정보저장매체의 상기 강유전체층과 대면되어 상기 강유전체층에 정보를 기록 및/또는 재생하는 기록재생헤드;를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정보저장매체의 제조방법은, 비정질 결정구조의 기판 상에 전극을 형성하는 단계;및 상기 전극 상에 (001)방향의 강유전체층을 형성하는 단계;를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 강유전체층은 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), (Pb,La)TiO3(PLT), PbTiO3, PbZrO3, KNbO3 , LiTaO3 , LiNbO3, BiFeO3 로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 강유전체층은 450 내지 650℃, 10 내지 200mTorr의 압력의 산소 분위기에서 스퍼터링법에 의하여 형성될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 기판은 유리, 비정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 제조방법은, 상기 기판과 전극층 사이에 상기 전극층 및 상기 강유전체층과 격자 길이가 유사한 물질층인 하지층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 제조방법은, 상기 하지층과 상기 전극층 사이에 상기 하지층의 배향방향을 (00ℓ, ℓ= 1, 2, …)방향으로 유도하기 위한 시드층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 시드층은 Ta 또는 Zr이며, 상기 하지층은 Cr 또는 Fe일 수 있다. 상기 시드층과 하지층은 각각 Ta층과 Cr층일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 제조방법은, 상기 강유전체층 상에 상기 강유전체층의 손상방지를 위한 보호층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정보저장장치의 일 실시예의 개략적 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 정보저장장치는 정보저장매체인 강유전체 미디어(10) 및 강유전체 미디어에 저장된 정보를 기록 또는 재생하기 위해 미디어(10) 상방, 바람직하게는 후술하는 강유전체층(202)과 대면되게 위치되는 기록재 생헤드(12)를 포함한다.
기록재생헤드(12)와 미디어(10)는 상대적으로 이동된다. 예를 들어, 미디어(10)는 종래의 자기기록방식의 하드 디스크 드라이브에 채용된 원반형의 하드 디스크와 같은 형태를 가질 수 있으며, 회전될 수 있다. 또, 기록재생헤드(12)는 종래의 하드 디스크 드라이브에서와 같이, 보이스 코일 모터(미도시)에 의하여 회동되는 스윙아암(미도시)의 단부, 바람직하게는 스윙아암의 단부에 결합된 서스펜션아암(미도시)에 장착되어 원형의 트랙을 가로질러 이동될 수 있다.
미디어(10)는 정보의 기록과 재생이 가능한 정보저장매체로서, 전극층(201)과 강유전체층(202)을 포함한다. 강유전체층(202)은 강유전 물질이 (001)방향으로 적층된 형태인 것이 바람직하다. 강유전 물질은 자발 분극(spontaneous polarization) 특성을 가지고 있으며 외부의 전기장에 의해 다이폴의 분극 방향이 역전되는 특성을 지니고 있다. 도 1에 도시된 정보저장장치에서는 기록재생헤드(12)의 쓰기 헤드(213)을 이용하여 미디어(10)의 강유전체층(202)의 정보 단위인 도메인(D)의 다이폴이 상방 또는 하방의 분극 방향을 지니도록 정보를 기록하며, 기록재생헤드(12)의 읽기 헤드(212)을 이용하여 강유전체층(202)의 도메인(D)의 분극 방향을 검출하여 정보를 재생한다. 기록재생헤드(12)는 절연층(211)의 일면에 형성된 읽기 헤드(212) 및 쓰기 헤드(213)을 포함하는 구조를 지닌다. 읽기 헤드(212)는 예를 들면, 강유전체층(202)의 도메인(D)의 분극방향에 따른 전기장의 영향을 받아 그 전기 저항값이 변하는 반도체물질을 포함할 수 있으며, 이 전기 저항값의 변화에 기초하여 미디어(10)에 기록된 정보를 읽는다. 쓰기 헤드(213)는 예 를 들면, 도메인(D)에 그 절대값이 강유전체층(202)에 분극을 유발하는 임계전압의 절대값보다 큰 전압을 인가함으로써 도메인(D)에 도 1에 도시된 바와 같이 정보를 기록할 수 있다. 도 1에서 "ABS"는 에어 베어링 면(air bering surface)의 약자로서, 기록재생헤드(12)를 미디어(10)의 표면으로부터 부상시키기 위한 것이다. 에어 베어링 면은 종래의 자기기록방식의 하드 디스크 드라이브에도 채용된 기술로서, 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 정보저장매체인 강유전성 미디어(10)의 일 실시예의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 전극층(201)과 강유전체층(202)은 비정질 결정구조의 기판(200) 상에 형성된다. 기판(200)은 결정격자의 방향성이 없는 비정질 물질, 예를 들면, 유리, 비정질 실리콘 및 알루미늄 등일 수 있다.
전극층(201)으로서는 통상적인 반도체 메모리 소자에 사용되는 전도성 물질이나 그 산화물이 채용될 수 있다. 예를 들면, 전극층(201)으로서, Pt, Al, Au, Ag, Cu, Ir 등의 금속물질층 또는 IrO2, SrRuO3, (La,Sr)CoO 등의 금속 산화물층이 채용될 수 있다. 전극층(201)의 두께는 예를 들면 10nm 내지 100nm 일 수 있다.
종래의 자성체를 이용한 정보저장매체의 경우, 자성을 가지는 물질은 특정 온도 이상으로 올라가면 자력을 잃는다. 데이터의 기록 면적이 작아질수록 이에 따라 한 비트를 기록하는데 사용되는 자성체의 양도 줄어든다. 이렇게 한 비트를 기록하기 위한 자성체의 양이 줄어들다가 특정 수준 이하로 내려가면 열에 대한 안정성이 급격히 떨어지게 되는데, 이것을 열자기 완화 현상, 또는 초상자성 효과라고 부른 다. 초상자성 효과가 나타나기 시작하면 적은 열로도 자성체의 자화 방향이 쉽게 뒤바뀌고, 전체적으로는 자화 방향이 임의로 계속 변하게 된다. 즉, 데이터가 파괴되는 것이다. 이 때문에 초상자성 효과는 기록밀도 향상에 있어서 실질적인 장벽으로 작용한다. 그러나, 강유전체층(202)을 구비하는 미디어(10)를 정보저장매체로서 사용할 경우, 비트 크기(bit size), 다른 말로 하면 도메인(D)의 크기가 줄어들어도 초상자성효과(superparamagnetic effect)가 발생하지 않기 때문에 높은 기록밀도 구현이 가능하다. 강유전체층(202)은 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), (Pb,La)TiO3(PLT), PbTiO3, PbZrO3, KNbO3 , LiTaO3 , LiNbO3, BiFeO3 등의 강유전성 물질로 형성될 수 있다. 강유전체층(202)의 두께는 예를 들면, 50nm 이하 일 수 있다. 강유전 특성을 극대화하기 위해 강유전체층(202)을 형성하는 상술한 강유전성 물질들은 (001)방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
기판(200)으로서 단결정 물질이 사용되는 경우에는 강유전체층(202)을 (001) 방향으로 에피텍셜 성장시키기가 용이하다. 그러나, 단결정 물질로 된 기판은 가격이 비정질 기판에 비하여 상대적으로 비싸다. 따라서, 기판(200)으로서 비정질 물질로 된 기판(200)을 채용하여 (001) 방향으로 성장된 강유전체층(202)을 얻기 위하여는, 강유전체층(202)의 배향방향을 (001) 방향으로 유도할 수 있는 물질층이 필요하다. 이 물질층은 강유전체층(202) 및 전극층(201)과의 격자 불일치(lattice mismatch)가 거의 없는 물질층이어야 한다.
이를 위하여, 도 2를 보면, 본 실시예의 미디어(10)에 따르면, 기판(200)과 전 극층(201) 사이에 하지층(204)을 마련한다. 하지층(204)은 강유전체층(202) 및 전극층(201)이 소망하는 배향방향으로 형성되도록 도와주는 역할을 한다. 하지층(204)의 두께는 예를 들면, 10 내지 100nm일 수 있다. 하지층(204)은 (00ℓ) 방향으로 성장된 금속층일 수 있다. 예를 들면, 하지층(204)은 (00ℓ) 방향의 Cr층 또는 Fe층일 수 있다. 여기서, ℓ은 1, 2, 3, … 이다.
더 나아가서, 본 실시예의 미디어(10)에 따르면, 기판(200)과 하지층(204) 사이에 시드층(204)이 더 마련될 수 있다. 예를 들어, 하지층(204)은 성장 과정에서 그 표면 에너지가 가장 안정적인 방향으로 성장되는데, 가장 안정적인 방향이 (00ℓ) 방향이 아닐 수 있다. 이 경우에, 하지층(204)의 성장 공정 조건을 조절하여 어느 정도 소망하는 (00ℓ) 방향으로 성장시킬 수도 있으나, 그 배향방향을 지배적인(high oriented) (00ℓ) 방향으로 하기에는 부족할 수도 있다. 본 실시예의 미디어(10)에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하지층(204)과 기판(200) 사이에, 하지층(204)이 안정적으로 (00ℓ) 방향으로 성장될 수 있도록 유도하기 위한 시드층(204)이 더 마련된다. 더 나아가서, 시드층(204)은 하지층(204)의 습윤성(wet-ability)를 향상시켜 평활도를 개선시키는 역할도 할 수 있다. 시드층(204)은 비정질 결정구조를 가질 수 있다. 시드층(204)은 예를 들면, 10nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 시드층(204)은 예를 들면, Ta층 또는 Zr층일 수 있다.
예를 들어, 유리로 된 기판(200) 상에 시드층(204)으로서 Ta층, 하지층(204)으로서 Cr층, 전극층(201)으로 Pt층, 강유전체층(202)으로 PbTiO3층을 형성한 경우를 상정하여 본다. Ta층인 시드층(204) 위에 Cr층인 하지층(204)을 100nm의 두께로 형성하고, 그 XRD(X-ray diffraction)방법으로 Cr층의 결정성을 측정한 결과가 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 보면, Cr층이 (002)방향으로 형성된 것을 알 수 있다. 도 4a에는 Cr층의 (002) 면의 결정구조가, 도 4b에는 Pt층의 (002) 면의 결정구조가, 도 4c에는 PbTiO3층의 (001) 면의 결정구조가 도시되어 있다. 이들 도면을 보면, (002)방향의 Cr층의 대각선 방향의 격자간격은 약 4.07Å, (002)방향의 Pt층의 격자간격은 역 3.97Å, (001)방향의 PbTiO3층의 격자간격은 약 3.90Å로서 매우 유사함을 알 수 있다. 따라서, (002) 방향의 Cr층 위에 (002) 방향의 Pt층과 (001) 방향의 PbTiO3층을 45°회전하여 적층할 경우에, 도 4d에 도시된 바와 같이 격자의 불일치가 거의 없이 잘 적층된다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 비정질 기판(200)을 사용하여 (001) 방향으로 성장된 강유전체층(202)을 얻을 수 있다.
강유전체층(202)의 표면에는 강유전체층(202)의 손상을 방지하기 위한 보호층(205)이 더 마련될 수 있다. 보호층(205)은 DLC(diamond like carbon)과 통상적인 하드디스크의 표면에 사용하는 윤활제(lubricant)를 함께 사용하여 형성할 수 있으며, DLC와 윤활제 중 어느 하나로 형성할 수도 있다.
이하에서, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 정보저장매체인 미디어(0)의 제조방법의 일 예를 설명한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 비정질 기판(200)을 준비한다. 기판(200)은 유 리, 비정질 실리콘 및 알루미늄 등일 수 있음은 상술한 바와 같다. 이하에서는 기판(200)으로서 유리를 채용한 경우를 예로써 설명한다. 우선, 기판(200) 상에 시드층(204)을 형성하는 공정이 수행된다. 본 실시예에서는 Ta를 이용하며, 스퍼터링법에 의하여 시드층(204)을 형성한다. 상온, 10 내지 20mTorr의 압력의 아르곤 분위기에서, 알에프 파워(RF power) 1 내지 100W로 기판(200) 위에 Ta층을 형성한다. 이때, Ta층의 두께는 예를 들면 약 5nm 정도로 한다. Ta층은 비정질 층이라도 무방하다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 시드층(204) 위에 하지층(204)을 형성하는 공정이 수행된다. 이 공정 역시 스퍼터링법에 의하여 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 Cr을 이용한다. 상온 내지 400℃, 1 내지 10mTorr의 압력의 아르곤 분위기 하에서 알에프 파워 1 내지 60W로 시드층(204) 위에 Cr층을 형성한다. 이때, Cr층의 두께는 예를 들면 약 100nm 정도로 한다. 이 공정에 의하면, Ta층인 시드층(204)이 Cr층의 배향방향을 예를 들면 (002) 방향으로 유도하므로, 시드층(204) 위에는 (002) 방향의 Cr층으로 된 하지층(204)이 형성된다. 또한, 시드층(204)은 하지층(204)의 습윤성을 향상시켜 하지층(204)의 평활도를 향상시킨다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 하지층(204) 위에 전극층(201)을 형성하는 공정이 수행된다. 이 공정 역시 스퍼터링법에 의하여 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 Pt를 이용한다. 상온 내지 500℃, 1 내지 20mTorr의 압력의 아르곤 분위기 ㅎ하에서 알에프 파워 1 내지 50W로 하지층(204) 위에 Pt층을 형성한다. 이때, Pt층의 두께는 예를 들면 약 50nm 정도로 한다. 이 공정에 의하면, (002) 방향 의 Cr층인 하지층(204)이 Pt층의 배향방향을 예를 들면 (002) 방향으로 유도하므로, 하지층(204) 위에는 (002) 방향의 Pt층이 45°회전된 상태로 적층된 전극층(201)이 형성된다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 전극층(201) 위에 강유전체층(202)을 형성하는 공정이 수행된다. 이 공정 역시 스퍼터링법에 의하여 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 PbTiO3로 된 강유전체층(202)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다. 450 내지 650℃, 10 내지 200mTorr의 압력의 산소 분위기 에서, 알에프 파워 1 내지 50W로 Pb, Ti, 또는 그 화합물을 스퍼터링하여 전극층(201) 위에 PbTiO3층을 형성한다. 이때, PbTiO3층의 두께는 예를 들면 약 40nm 정도로 한다. 이 공정에 의하면, (002) 방향의 Pt층인 전극층(201)이 PbTiO3층의 배향방향을 (001) 방향으로 유도하므로, 전극층(201) 위에는 (001) 방향의 PbTiO3층이 45°회전된 상태로 에피텍셜 성장된 강유전체층(202)이 형성된다.
다음으로 도면으로 도시되지는 않았지만, 보호층(205)을 형성하는 공정이 수행된다. 이 공정은 DLC(diamond like carbon)와 윤활제(lubricant)를 함께 사용하거나 또는 DLC와 윤활제 중 어느 하나를 사용하여 수행되며, 이 공정은 종래의 자기기록방식 하드 디스크 드라이브용 하드 디스크의 제조공정과 동일하므로 성세한 설명은 생략한다.
상기한 공정에 의하여, 비교적 가격이 싼 비정질 기판(200) 위에 강유전 특성 이 극대화된 (001) 방향으로 에피텍셜 성장된 강유전체층(202)을 형성할 수 있다. 또한, 시드층(204)을 채용함으로써 제조공정에서 하지층(204)이 소망하는 방향으로 지배적으로 성장되도록 할 수 있으며, 미디어(10)의 평활도를 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 강유전체를 이용한 정보저장매체는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 정보저장장치의 일 실시예의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 정보저장장치의 일 실시예에 채용된 정보저장매체의 일 실시예의 단면도.
도 3은 Ta층 위에 성장된 Cr층의 결정성을 XRD(X-ray diffraction)방법에 의하여 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 4a는 Cr층의 (002)면의 결정구조를 도시한 도면.
도 4b는 Pt층의 (002) 면의 결정구조를 도시한 도면.
도 4c는 PbTiO3층의 (001) 면의 결정구조를 도시한 도면.
도 4d는 (002) 방향의 Cr층 위에 (002) 방향의 Pt층과 (001) 방향의 PbTiO3층을 45°회전하여 적층한 구조를 도시한 도면.
도 5a 내지도 5d는 본 발명에 따른 정보저장매체의 제조방법의 일실시예를 설명하기 위한 도면들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...미디어 12...기록재생헤드
200......기판 201......전극층
202......강유전체층 203......시드층
204......하지층 205......보호층
211......절연층 212......일기 헤드
213......쓰기 헤드

Claims (20)

  1. 비정질 결정구조의 기판;
    상기 기판 상에 형성된 전극층;및
    상기 전극층 상에 형성된 (001)방향의 강유전체층;를 포함하는 정보저장매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 비정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 강유전체층은 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), (Pb,La)TiO3(PLT), PbTiO3, PbZrO3, KNbO3, LiTaO3, LiNbO3, BiFeO3 로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전극층은 Pt, Al, Au, Ag, Cu, Ir, IrO2, SrRuO3 및 (La,Sr)CoO 로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 전극층 사이에는, 상기 전극층 및 상기 강유전체층과 격자 길이가 유사한 하지층이 더 마련되는 정보저장매체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하지층과 상기 전극층 사이에는 상기 하지층의 배향방향을 (00ℓ, ℓ= 1, 2,…)방향으로 유도하는 시드층이 더 마련된 정보저장매체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하지층은 Cr 또는 Fe인 정보저장매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시드층은 Ta 또는 Zr인 정보저장매체.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하지층의 두께는 10 내지 100nm인 정보저장매체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 강유전체층 상에는 강유전체층의 손상을 방지하기 위한 보호층이 형성된 정보저장매체.
  11. 비정질 결정구조의 기판 상에 전극을 형성하는 단계;및
    상기 전극 상에 (001)방향의 강유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는 정보저장매체 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 강유전체층은 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), (Pb,La)TiO3(PLT), PbTiO3, PbZrO3, KNbO3 , LiTaO3 , LiNbO3, BiFeO3 로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 강유전체층은 450 내지 650℃, 10 내지 200mTorr의 압력의 산소 분위기에서 스퍼터링법에 의하여 형성하는 정보저장매체 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 비정질 실리콘 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 정보저장매체 제조방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판과 전극층 사이에 상기 전극층 및 상기 강유전체층과 격자 길이가 유 사한 물질층인 하지층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 정보저장매체의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 하지층과 상기 전극층 사이에 상기 하지층의 배향방향을 (00ℓ, ℓ= 1, 2, …)방향으로 유도하기 위한 시드층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 정보저장매체의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 시드층은 Ta 또는 Zr이며,
    상기 하지층은 Cr 또는 Fe인 정보저장매체의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시드층과 하지층은 각각 Ta층과 Cr층인 정보저장매체 제조방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 강유전체층 상에 상기 강유전체층의 손상방지를 위한 보호층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 정보저장매체 제조방법.
  20. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 정보저장매체;및
    상기 정보저장매체의 상기 강유전체층과 대면되어 상기 강유전체층에 정보를 기록 및/또는 재생하는 기록재생헤드;를 포함하는 정보저장장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100842897B1 (ko) * 2007-01-29 2008-07-03 삼성전자주식회사 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법
KR20090017758A (ko) * 2007-08-16 2009-02-19 삼성전자주식회사 강유전체 커패시터의 형성 방법 및 이를 이용한 반도체장치의 제조 방법
FR2992466A1 (fr) 2012-06-22 2013-12-27 Soitec Silicon On Insulator Procede de realisation de contact pour led et structure resultante
US9461242B2 (en) 2013-09-13 2016-10-04 Micron Technology, Inc. Magnetic memory cells, methods of fabrication, semiconductor devices, memory systems, and electronic systems
US9608197B2 (en) 2013-09-18 2017-03-28 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices
US10454024B2 (en) 2014-02-28 2019-10-22 Micron Technology, Inc. Memory cells, methods of fabrication, and memory devices
US9281466B2 (en) 2014-04-09 2016-03-08 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor structures, semiconductor devices, and methods of fabrication
US9349945B2 (en) 2014-10-16 2016-05-24 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor devices, and methods of fabrication
US9768377B2 (en) 2014-12-02 2017-09-19 Micron Technology, Inc. Magnetic cell structures, and methods of fabrication
US10439131B2 (en) 2015-01-15 2019-10-08 Micron Technology, Inc. Methods of forming semiconductor devices including tunnel barrier materials
US11705157B2 (en) 2020-12-28 2023-07-18 Resonac Corporation Ferroelectric recording medium and ferroelectric storage apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407855A (en) * 1993-06-07 1995-04-18 Motorola, Inc. Process for forming a semiconductor device having a reducing/oxidizing conductive material
US5985404A (en) * 1996-08-28 1999-11-16 Tdk Corporation Recording medium, method of making, and information processing apparatus
TW396502B (en) * 1998-10-27 2000-07-01 Prec Instr Devl Ctr Nsc Execut capacitor containing amorphous and poly-crystalline ferroelectric films, its fabrication, and method for forming the amorphous ferroelectric film
US6562489B2 (en) * 1999-11-12 2003-05-13 Fujitsu Limited Magnetic recording medium and magnetic storage apparatus
JP3873935B2 (ja) * 2003-06-18 2007-01-31 セイコーエプソン株式会社 強誘電体メモリ素子
JP2005182922A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体および磁気記憶装置
SG120182A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-28 Agency Science Tech & Res A recording medium
US7541105B2 (en) * 2006-09-25 2009-06-02 Seagate Technology Llc Epitaxial ferroelectric and magnetic recording structures including graded lattice matching layers

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