KR20120080171A - 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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KR20120080171A
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프랭크 싱클레어
비크람 싱흐
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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

개선된 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법이 개시되어 있다. 하나의 특정한 예시적인 실시예에서, 개선된 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체는 실질적으로 강자성을 나타내는 활성 영역; 및 실질적으로 상자성을 나타내는 비활성 영역을 포함하고, 상기 비활성 영역은 적어도 2개의 그레인들 및 그 사이에 삽입된 그레인 경계를 포함하고, 적어도 2개의 그레인들의 각각은 강자성 물질을 함유하고, 적어도 2개의 그레인들은 반강자성으로 결합된다.

Description

패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법{A PATTERNED MAGNETIC BIT DATA STORAGE MEDIA AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME FIELD}
본 출원은 데이터 저장 매체에 관한 것으로, 구체적으로, 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
자기 디스크 데이터 저장 매체의 다음 세대는 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체인 것으로 예측되고 있다. 현재의 저장 매체에서는, 데이터를 저장하기 위해 이용되는 자기 도메인(magnetic domain)들이 기록 헤드(recording head)에 의해 형성된다. 도 1a에 예시된 바와 같이, 디스크의 형태인 기존의 데이터 저장 매체(100)는 베이스(102), 저장층(104), 및 보호층(106)을 포함한다. 당업계에서 알려진 바와 같이, 매체(100)는 양면일 수 있다. 그러나, 명료함과 간략함을 위하여, 매체(100)의 상부 부분만 도시되어 있다. 저장층(104) 내에는, 데이터 비트들을 저장하기 위한 복수의 활성 영역들(104a)과, 각각의 활성 영역(104a)을 격리하는 비활성 영역들(104b)이 존재할 수 있다.
기존의 데이터 저장 매체(100)에서는, 기록 헤드(110)가 매체(100) 상에서 비행할 때, 활성 영역들(104a)이 기록 헤드(110)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 기록 헤드(110)는 데이터를 기록할 수 있다. 기록 헤드(110)는 투과성 코어(permeable core)(112) 및 구동 코일(114)을 포함할 수 있다. 데이터 기록 처리 중에, 기록 헤드(110)는 데이터 비트들이 기록될 수 있는 활성 영역들(104a)을 선택한다. 동시에, 기록 헤드(110)는 자기장을 활성 영역들(104a) 내의 대다수의 그레인(grain)들에 가하여, 그레인들의 자기 모멘트들을 특정한 방위(orientation)들로 배향한다. 자기 모멘트들을 특정한 방위들로 배향함으로써, 기록 헤드(110)는 데이터 비트들을 기록한다. 데이터 비트들을 판독하기 위해서는, 개별적인 데이터 비트들의 잔여 자화(remanent magnetization)로 인한 외부 자기장을 검출할 수 있는 기록 헤드(110) 근처의 판독 헤드(도시하지 않음)가 존재할 수 있다.
패터닝된 자기 비트 저장 매체에서는, 활성 영역들이 기록 헤드에 의해 형성되지 않는다. 또한, 활성 영역들은 데이터 기록 처리 중에는 형성되지 않는다. 실제로, 활성 영역들은 매체의 제조 중에 형성된다. 도 2를 참조하면, 기존의 패터닝된 자기 비트 저장 매체(200)가 도시되어 있다. 패터닝된 자기 비트 저장 매체(200)는 베이스(base)(202)를 포함할 수 있다. 베이스(202)는 특히, 지지체(202a), 자기적 연성 하부층(magnetically soft underlayer)(202b) 및 세퍼레이터(separator)(202c)를 포함할 수 있다. 베이스(202) 상부에는, 데이터 저장층(204)이 존재할 수 있다. 보호층(206)은 데이터 저장층(204)의 상부에 배치될 수 있다.
저장층(204)에는, 데이터 비트들이 저장될 수 있는 복수의 활성 영역들(204a)이 존재할 수 있다. 또한, 활성 영역들(204a)을 격리시키는 복수의 비활성 영역들(204b)이 존재할 수 있다. 각각의 영역(204a)은 특정 방위로 배향되는 자기 모멘트(magnetic moment)에 의해 나타낸 단일 데이터 비트를 저장할 수 있다. 각각의 활성 영역(204a) 내의 물질은 자기장을 나타내는 강자성 물질(ferromagnetic material)일 수 있다. 한편, 비활성 영역들(204b) 내의 물질은 낮은 외부 자기장을 나타내는 낮은 투자율(permeability) 및 잔류 자기(remanence)를 가지는 물질일 수 있다. 이와 같이, 활성 영역들(204a)은 외부 자기장에 의해 명백하게 정의된다.
데이터 비트는 기록 헤드(210)에 의해 각각의 활성 영역(204a) 내에 기록될 수 있다. 기록 헤드(210)는 투자성 코어(permeable core)(212) 및 구동 코일(214)을 포함할 수 있다. 데이터 비트들을 기록하기 위하여, 기록 헤드(210)는 자기장을 각각의 활성 영역(204a)에 가하고, 각각의 활성 영역(204a) 내의 자기 모멘트들(205)을 특정한 방위로 배향한다. 데이터를 판독하기 위하여, 별개의 기록 헤드(도시되지 않음)가 자기 모멘트들(205)의 방위를 검출할 수 있다. 위에서 설명된 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체는 도 1에 도시된 기존의 데이터 저장 매체(100)에 의해 달성가능한 것을 초과하여 훨씬 더 많은 데이터를 수용할 것으로 예상된다.
도 3a 내지 도 3f를 참조하면, 기존의 패터닝된 자기 저장 매체(200)를 제조하는 방법이 도시되어 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 데이터 비트들을 저장할 수 있는 활성 영역들(204a)은 데이터 기록 처리 이전에 형성된다. 매체(200)는 특히, 베이스(202) 및 데이터 저장층(204)을 포함할 수 있다. 데이터 저장층(204) 내에 함유된 물질은 강자성 물질일 수 있다.
패터닝된 매체(200)를 형성하기 위하여, 패터닝 처리가 수행된다. 이 처리에서는, 레지스트(resist) 층(208)이 데이터 저장층(204) 위에 증착된다(도 3a). 그 다음으로, 레지스트 층(208)은 데이터 저장층(204)의 부분들을 노출하기 위하여 알려진 리소그래피 처리(lithographic process)를 이용하여 패터닝될 수 있다(도 3b). 알려진 리소그래피 처리의 예들은 포토리소그래피 처리(photolithography process), 나노임프린트 리소그래피 처리(nanoimprint lithography process), 및 직접 기록 전자 빔 리소그래피 처리(direct write electron beam lithography process)를 포함할 수 있다.
패터닝 처리를 수행한 후, 데이터 저장층(204)은 예를 들어, 이온 밀링 처리(ion milling process)를 이용하여 에칭된다. 이 처리에서는, 자기 데이터 저장층(204)의 노출된 부분들이 반응성 이온들(222)에 의해 에칭 및 제거된다(도 3c). 결과적인 매체(200)는 서로 이격되고 간극(gap)들에 의해 서로 이격되어 있는 강자성 물질의 컬럼(column)들(204a)을 포함할 수 있다. 그 다음으로, 간극들은 비활성 영역들(204b)을 형성하기 위하여 낮은 투자율 및 잔류 자기를 갖는 비자성 물질(non-magnetic material)로 충전된다(도 3d). 그 다음으로, 매체(200)는 평탄화되고(도 3e), 보호 코팅(protective coating)(206)이 증착된다(도 3f). 결과적인 구조는 비자성의 비활성 영역들(204b)에 의해 격리된 활성 영역들(204a)을 포함할 수 있다.
데이터 저장 산업계의 일부는 상기 방법이 비효율적이라고 믿고 있으며, 많은 효율적인 방법들을 제안하였다. 제안된 방법 중의 하나는 이온 주입 처리를 통합하는 것이다. 도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 이온 주입 처리를 통합하는 패터닝된 자기 비트 저장 매체(200)를 형성하는 방법이 도시되어 있다.
이 처리에서는, 레지스트 층(208)이 데이터 저장층(304) 위에 증착된다(도 4a). 데이터 저장층(304) 내의 물질은 강자성 물질일 수 있다. 레지스트 층(208)을 증착한 후, 알려진 리소그래피 처리를 이용하여 패터닝되고, 데이터 저장층(304)의 부분들이 노출된다(도 4b). 패터닝 처리 후에, 이온들(322)은 데이터 저장층(204)의 노출된 영역들(304b)에 주입된다. 노출된 영역들(304b) 내의 물질들을 제거하는 대신에, 이온들(322)이 주입되고 노출된 영역들(304b) 내에 남는다(304b). 그 다음으로, 주입된 이온들(322)은 주입된 영역들(304b) 내의 물질을 강자성 물질로부터, 낮은 투자율과 이상적으로는 잔류 자기를 전혀 갖지 않는 상자성 물질로 변환할 수 있다(도 4c). 이에 따라, 비활성 영역들(304b)이 형성될 수 있다. 한편, 노출되지 않은 영역(204a) 내의 물질은 이온들(322)이 주입되지 않으므로 강자성을 유지할 수 있다. 그 결과, 활성 영역들(204a)과, 활성 영역들(204a)을 실질적으로 격리하는 비활성 영역들(304b)을 포함하는 데이터 저장층(304)이 형성될 수 있다. 활성 및 비활성 영역들(204a 및 304b)을 형성한 후, 남아 있는 레지스트 층(208)이 제거되고, 보호층(206)이 저장층(304) 위에 증착된다(도 4e).
비활성 영역들(304b)을 형성하기 위하여 다양한 방법들이 취해질 수 있다. 하나의 방법에서는, 비자성 속성들을 갖는 희석 이온들(322)을 노출된 영역들(304b) 내의 강자성 물질로 주입함으로써 비활성 영역들(304b)이 형성된다. 이 접근법에서는, 노출된 영역들(304b) 내의 강자성 물질이 충분한 도우즈(dose)를 갖는 희석 이온들(322)로 주입되어, 결과적인 물질의 큐리 온도(Curie temperature)는 실온(room temperature)으로 감소되고 실온에서는 더 이상 자성이 없다. 충분한 희석화(dilution)를 달성하기 위하여, 희석 이온들(322)의 ~10% 이상의 원자 농도가 필요할 수 있다. 30nm 두께를 갖는 코발트(Co)계 데이터 저장층(304)을 포함하는 매체(200)에 대하여, 10% 농도는 대략 3 × 1016/cm2의 이온 도우즈를 나타낸다. 이 도우즈는 저장층(204)의 두께에 비례할 수 있고, 따라서, 데이터 저장층(204)이 더 얇을 경우에 더 적을 수 있다.
또 다른 방법에서는, 노출된 영역들(304b) 내의 물질의 결정도(crystallinity) 또는 미세구조(microstructure)에 영향을 줌으로써 자성 물질이 변환될 수 있다. 당업계에서 알려진 바와 같이, 이온 주입 처리는 많은 원자 충돌들을 야기할 수 있는 활성이 강한 처리이다. 주입 중에, 노출된 영역들(304b) 내의 물질은 비정질 및/또는 무질서 상태로 될 수 있고, 그렇지 않을 경우에는, 결정질로 될 수 있고 외부 자기장을 나타낼 수 있다. 결과적으로, 물질은 낮은 강자성을 나타낸다. 한편, 노출된 부분(204b)에 인접한 노출되지 않은 부분(204a)은 그 원래의 자기적 속성들을 유지할 수 있다.
실리콘 기판을 비정질화/무질서화 하는데 필요한 전형적인 이온 도우즈는 1×1015 ions/cm2 이상이다. 금속 기판에서는, 특히, 주입이 실온 이상에서 수행되는 경우, 이 요구되는 도우즈가 훨씬 더 높을 수 있다. 이 방법은, 원래의 강자성 층이 적층체(stack) 내의 매우 얇은 층들의 상호작용으로부터 자기적 속성들을 유도하는 다층인 경우에 특히 효과적이다.
상기 제안된 방법들은 유용하지만, 몇몇 단점들을 가진다. 예를 들어, 방법들은 낮은 스루풋(throughput)을 가질 수 있다. 위에서 언급된 각각의 방법은 약 1×1016 - 1×1017 ions/cm2 범위의 이온 도우즈를 필요로 한다. 그러나, 기존의 이온 주입기에서의 빔 전류는 이온들을 발생하거나 기판을 냉각할 때의 시스템 제약들로 인해 제한된다. 따라서, 이러한 높은 도우즈는 스루풋을 제한할 것이고 제조 비용들을 증가시킬 것이다. 또한, 상기 처리에서 이용되는 레지스트는 이러한 높은 도우즈의 이온 주입에서 생존하지 못할 수 있다.
어떤 경우에는, 레지스트(208)를 직접 기록 또는 패터닝하기 위하여 전자 빔이 이용된다. 직접 기록 처리는 훨씬 더 큰 분해능(resolution)을 가능하게 할 수 있다. 이 처리는 비트별 처리이므로, 높은 스루풋의 생산에는 적합하지 않다. 그러나, 직접 전자빔 패터닝 처리(direct e-beam patterning process)에 대한 대안으로서, 나노-임프린트 리소그래피 처리는 레지스트의 최대 실용적인 단차 높이를 50nm로 제한한다. 이온 빔에 의해 야기되는 스퍼터링(sputtering)은 레지스트의 두께를 상당히 감소시킬 수 있고, 하부의 층들을 차폐하기 위한 능력을 제한할 것이다.
레지스트에 부가하여, 데이터 저장층 내의 물질은 스퍼터링될 수 있다. 스퍼터링은 요구되는 이온 도우즈가 높을 때에 문제가 될 수 있다. 결과적인 저장층은 상이한 높이의 단차들을 갖는 비평면형(non-planar)일 수 있다. 이러한 비평면성(non-planarity)은 판독/기록 헤드가 거친 비평면형 표면에 의해 손상될 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다. 레지스트 또는 데이터 저장층의 어느 것인가의 이 스퍼터링 효과들은 처리를 위해 필요한 전체 도우즈에 비례하여 발생한다.
따라서, 새로운 방법이 필요하다.
개선된 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체 및 이를 제조하기 위한 방법이 개시되어 있다. 하나의 특정한 예시적인 실시예에서, 상기 개선된 패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체는 실질적으로 강자성(ferromagnetism)을 나타내는 활성 영역; 및 실질적으로 상자성(paramagnetism)을 나타내는 비활성 영역으로서, 상기 비활성 영역은 적어도 2개의 그레인(grain)들과 그 사이에 삽입된 그레인 경계를 포함하고, 상기 적어도 2개의 그레인들의 각각은 강자성 물질을 함유하고, 상기 적어도 2개의 그레인들은 반강자성으로(antiferromagnetically) 결합되는, 상기 비활성 영역을 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 적어도 2개의 그레인들 사이의 반강자성 결합은 그레인 경계를 따라 배치된 물질에 의해 생성될 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 산소를 함유할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 상기 적어도 2개의 그레인들 중의 적어도 하나 내에 함유하는 강자성 물질의 산화물(oxide)을 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 C, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se, Te, 및 Po 중의 적어도 하나를 함유할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 비활성 영역들 내의 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 평행이 아닌 방위(non-parallel orientation)에 있을 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 비활성 영역들 내의 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 실질적으로 반-평행의 방위(anti-parallel orientation)에 있을 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 활성 영역 및 비활성 영역을 포함하는 자기 매체를 제조하기 위한 기술이 개시되어 있다. 그 방법은, 상기 비활성 영역의 그레인 경계를 따라 비강자성(non-ferromagnetic) 물질을 도입하는 단계로서, 상기 그레인 경계는 상기 비활성 영역의 적어도 2개의 인접한 그레인들 사이에 삽입되고, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 각각은 강자성 물질을 함유하는, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계; 및 상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 비강자성 물질을, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들 중의 적어도 하나 내에 함유된 강자성 물질과 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 기술은 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 자기 모멘트들을 평행이 아닌 방위로 배향하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 기술은 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 자기 모멘트들을 반-평행 방위로 배향하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 비활성 영역 내의 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들은 반강자성으로 결합될 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계 근처에 산소를 함유하는 이온들을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 기술은 상기 자기 매체의 상향 측에 마스크를 배치하는 단계로서, 상기 마스크는 상기 비활성 영역을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스크를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 기술은 상기 그레인 경계를 따라 실질적으로 균일하게 산소를 분포시키기 위하여 상기 비활성 영역을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 확산 처리를 이용하여 비강자성 물질을 도입하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 활성 영역 및 비활성 영역을 포함하는 자기 매체를 제조하기 위한 또 다른 기술이 개시되어 있다. 상기 기술은 상기 비활성 영역의 그레인 경계를 따라 비강자성 물질을 도입하는 단계로서, 상기 그레인 경계는 상기 비활성 영역의 적어도 2개의 인접한 그레인들 사이에 삽입되고, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들은 강자성 물질을 포함하는, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계; 및 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들을 평행하지 않은 방위로 배향하기 위하여, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들을 반강자성으로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 추가적인 측면들에 따르면, 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 실질적으로 반-평행의 방위에 있을 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계를 따라 산소를 함유하는 이온들을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계를 따라 C, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se, Te, 및 Po 중의 적어도 하나를 함유하는 종을 도입하는 단계를 포함할 수 있다.
이 특정한 예시적인 실시예의 다른 측면들에 따르면, 상기 기술은 상기 자기 매체의 상향 측에 마스크를 배치하는 단계로서, 상기 마스크는 상기 비활성 영역을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스크를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 개시 내용은 첨부 도면들에서 도시된 바와 같이 그 예시적인 실시예들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 본 개시 내용은 예시적인 실시예들을 참조하여 아래에서 설명되지만, 본 개시 내용은 그것으로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 당업자들은 추가적인 구현예들, 변형예들, 및 실시예들뿐만 아니라 다른 이용 분야들을 인식할 것이고, 이들은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 본 개시 내용의 범위 내에 있고, 이와 관련하여 본 개시 내용은 상당히 유용할 수 있다.
도 1은 기존의 데이터 저장 매체(100)를 예시한다.
도 2는 기존의 패터닝된 자기 비트 저장 매체(200)를 예시한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 패터닝된 자기 저장 매체(200)를 제조하기 위한 기존의 방법을 예시한다.
도 4a 내지 도 4e는 도 2에 도시된 패터닝된 자기 저장 매체(200)를 위한 또 다른 기존의 방법을 예시한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 개시 내용의 하나의 실시예에 따라 패터닝된 자기 저장 매체(500)를 예시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시 내용의 또 다른 실시예에 따라 패터닝된 자기 저장 매체(500)를 제조하기 위한 방법을 예시한다.
위에서 언급된 방법들과 관련된 결점들을 해결하기 위하여, 패터닝된 자기 비트 매체를 제조하는 새로운 방법이 소개된다. 명료함을 위하여, 상기 방법은 저장층을 포함하는 패터닝된 자기 비트 매체에 파티클(particle)들을 추가하는 것에 초점을 맞춘다. 여기서, 파티클들은 하전(charged) 또는 중성(neutral), 아원자(sub-atomic), 원자, 또는 분자 파티클들일 수 있다. 한편, 패터닝된 자기 비트 매체는 외부 자성을 나타낼 수 있는 하나 이상의 저장층들을 포함할 수 있다. 파티클들을 추가하기 위하여, 이온 주입 시스템이 이용될 수 있다. 그러나, 당업자들은 파티클 또는 물질을 기판에 추가할 수 있는 다른 시스템들이 이용될 수도 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 플라즈마 보조 도핑(PLAD : plasma assisted doping) 또는 플라즈마 침지 이온 주입(PIII : plasma immersion ion implantation) 시스템을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는 도핑 시스템, 또는 다른 유형들의 도핑 시스템이 이용될 수도 있다. 물질 또는 파티클들을 추가할 수 있는 다른 유형들의 처리 시스템들이 이용될 수도 있다. 이러한 시스템들의 예들은 퍼니스(furnace), 화학 기상 증착(CVD : chemical vapor deposition) 시스템, 플라즈마 증강 화학 기상 증착(PECVD : plasma enhanced chemical vapor deposition) 시스템, 원자층 증착(ALD : atomic layer deposition) 시스템, 분자 빔 에피택시(MBE : molecular beam epitaxy) 시스템 등을 포함할 수 있다.
패터닝된 자기 비트 데이터 저장 매체
도 5a를 참조하면, 본 개시 내용의 하나의 실시예에 따라 패터닝된 자기 데이터 저장 매체(500)가 도시되어 있다. 매체(500)는 디스크(disk)의 형태일 수 있다. 또한, 매체(500)는 양면일 수 있다. 명료함과 간략함을 위하여, 매체(500)의 부분만 예시되어 있다.
매체(500)의 적어도 한 면 위에는, 베이스(502), 데이터 저장층(504), 및 보호 코팅(506)이 존재할 수 있다. 데이터 저장층(504)은 데이터 비트들이 저장될 수 있는 복수의 활성 영역들(504a)을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 저장층(504)은 데이터 비트들이 저장되어 있지 않은 복수의 비활성 영역들(504b)을 포함할 수 있다. 도면에서 예시된 바와 같이, 비활성 영역들(504b)은 각각의 활성 영역(504a)을 실질적으로 격리할 수 있다. 각각의 활성 영역(504a) 내의 물질은 강자성을 나타내는 강자성 물질일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 비활성 영역들(504b)의 상세한 예시가 도시되어 있다. 본 실시예에서는, 본 실시예의 비활성 영역들(504b)이 그레인 경계(504b-2)에 의해 분리된 적어도 2개의 수직으로 연장되는 그레인들(504b-1)을 포함할 수 있다. 수평으로 연장되는 그레인들 또는 수직 및 수평으로 연장되는 그레인들이 배제되지 않지만, 본 실시예는 수직으로 연장되는 그레인들(504b-1)을 선호한다.
본 실시예에서는, 각각의 그레인들(504b-1) 내의 물질이 강자성 물질일 수도 있다. 이와 같이, 각각의 그레인(504b-1) 내의 자기 모멘트(505)는 하나의 방향을 따라 배향되고, 각각의 그레인(504b-1)은 단독으로 강자성을 나타낼 수 있다. 그레인들(504b-1) 내의 물질의 예들은 코발트(Co) 또는 니켈(Ni), 또는 코발트(Co) 및/또는 니켈(Ni)을 함유하는 합금을 포함할 수 있다. Co, Ni, 또는 이를 함유하는 합금이 바람직하지만, 강자성을 나타내는 다른 물질이 배제되지 않는다. 코발트, 니켈, 또는 이를 포함하는 합금은, 이러한 물질 내의 개별 원자들의 전자 궤도들이 중첩될 수 있기 때문에 바람직하다. 합성된 전자 상태들은 이웃하는 원자들 내의 쌍을 이루지 않은 전자 스핀이 평행일 때의 최소 양자화된 에너지 상태들을 가질 수 있다. 이것은 모든 원자들이 자기 모멘트들을 동일한 방향으로 일렬로 배열하는 추세를 생성한다. 물질은 전형적으로 자신을 도메인(domain)들로 배열할 것이고, 그 경계들은 결정 그레인 경계들과 일치할 수 있거나, 완벽한 결정 그레인을 통과하여 교차할 수 있다. 도메인 내에서는, 모든 자기 모멘트들이 정렬된다. 자화 필드의 존재 시에는, 이 도메인 자화 방향들이 모두 정렬되고, 강자성 물질은 판독 헤드에 의해 검출될 수 있는 외부 자기장을 전개시킬 것이다.
각각의 그레인(504b-1) 내의 물질이 강자성 물질이고 각각의 그레인(504b-1)이 단독으로 강자성을 나타내지만, 그레인들(504b-1)은 집합적으로 낮은 레벨의 강자성을 나타내거나 실질적으로 상자성 거동(paramagnetic behavior)을 나타낸다. 이것은 서로 인접한 그레인들(504b-1)의 반강자성 결합(antiferromagnetic coupling)에 기인할 수 있다. 하나의 실시예에서, 인접한 그레인들(504b-1)은 반강자성으로 결합되고, 그 자기 모멘트들은 비-평행(non-parallel) 방위 또는 심지어 반-평행(anti-parallel) 방위로 배향된다. 결과적으로, 그 자기 모멘트들(505)은 서로 상쇄될 수 있고, 비활성 영역들(504b) 내의 그레인들(504b-1)은 전체적으로 감소된 강자성 레벨 또는 심지어 실질적으로 상자성 거동을 나타낼 수 있다.
도 5c를 참조하면, 비활성 영역들(504b) 내의 몇몇 그레인들(504b-1)의 상세한 평면도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 그레인들(504b-1)은 그레인 경계들(504b-2)에 의해 서로 분리된다. 그레인 경계들(504b-2)을 따라, 비강자성 물질(non-ferromagnetic material)이 바람직하게 배치될 수 있다. 상기 물질은 하나 이상의 상자성, 반강자성 및 강자성 물질들일 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, O, 그레인들(504b-1) 내의 강자성 물질의 산화물(oxide), 또는 O를 함유하는 다른 종(species)이 바람직하다. 다른 실시예들에서는, 다른 물질들이 배치된다. 다른 물질의 몇몇 예들은 Ⅲ-Ⅶ족 원소들을 함유하는 종을 포함할 수 있다. 다른 물질들의 특정한 예들은 탄소(C), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루르(Te), 및 폴로늄(Po)을 함유하는 종을 포함할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 그레인 경계(504b-2)에 인접한 물질들 및 그 자기 모멘트들의 구조적인 도면이 도시되어 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 그레인 경계(504b-2)를 따른 물질은 O, 그레인(504b-1) 내의 물질의 산화물 화합물, 또는 O를 함유하는 다른 종을 포함할 수 있다. 그레인들(504b-1) 내의 물질이 Co인 경우, 그레인 경계(504b-2)를 따라 배치된 물질의 예들은 코발트 일산화물(cobalt monoxide)(CoO), 코발트 세스퀴산화물(cobalt sesquioxide)(Co2O3), 트리코발트 4산화물(tricobalt tetroxide)(Co3O4), 또는 코발트 산화물의 임의의 다른 변형들을 포함할 수 있다. 간략함을 위하여, 오직 하나의 산소 원자 및 2개의 코발트 원자들이 예시되어 있다.
도면에 예시된 바와 같이, O 원자들(522)은 그레인 경계(504b-2)를 따라 배치될 수 있다. O 원자(522)의 양쪽 측면에는, 제 2 내지 제 4 Co 원자들(532a, 532b, 534a 및 534b)이 존재할 수 있다. 제 1 및 제 2 Co 원자들(532a 및 532b)은 O 원자(522)의 제 1 측면에 배치될 수 있는 반면, 제 3 및 제 4 Co 원자들(534a 및 534b)은 O 원자(522)의 제 2 측면, 즉, 반대 측면에 배치될 수 있다. 적어도 제 2 및 제 4 Co 원자들(532b 및 534b)은 인접한 그레인들(504b-1) 내에 배치될 수 있다.
도면에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a)은 O 원자(522)에 인접할 수 있다. 한편, 제 2 및 제 4 Co 원자들(532b 및 534b)은 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a)에 각각 인접할 수 있다. 결합될 때, O 원자(522)와, 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a) 사이의 결합은 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a) 내의 쌍을 이루지 못한 스핀(spin)들의 에너지 상태들 사이의 상호작용들을 야기할 수 있다. 그러나, 이웃하는 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a)의 자기 모멘트의 평행한 정렬을 유도하는 대신에, 상기 결합은 평행하지 않은, 예를 들어, 반-평행(anti-parallel) 자기 모멘트들을 생성할 수 있다. 이와 같이, 반강자성 결합은 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a) 사이에서 발생할 수 있고, 제 1 및 제3 Co 원자들(532a 및 534a)은 평행하지 않은 또는 심지어 반-평행의 자기 모멘트들을 가질 수 있다. 그 자기 모멘트들은 서로 상쇄될 수 있고, 산화물 화합물은 전체적으로, 감소된 강자성 레벨 또는 심지어 실질적으로 상자성 거동을 나타낼 수 있다.
한편, 제 2 및 제 4 Co 원자들(532b 및 534b)은 인접한 제 1 및 제 3 Co 원자들(532a 및 534a)과 각각 동일한 방향으로 자기 모멘트들을 일렬로 배열할 수 있다. 이러한 정렬은 인접한 Co 원자들(532a, 532b, 534a 및 534b)의 전자 궤도들의 중첩으로 기인할 수 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 Co 원자들(532a 및 532b)의 자기 모멘트들은 평행한 방위로 배향될 수 있다. 한편, 제 3 및 제 4 Co 원자들(534a 및 534b)의 자기 모멘트들은 평행한 방위로 배향될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 Co 원자들(532a 및 532b)의 자기 모멘트들은 제 3 및 제 4 Co 원자들(534a 및 534b)의 자기 모멘트들에 대해 평행하지 않거나, 심지어 반-평행일 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 Co 원자들(532a 및 532b)은 제 3 및 제 4 Co 원자들(534a 및 534b)에 반강자성으로 결합될 수 있다. 게다가, 적어도 제 2 및 제 4 Co 원자들(532b 및 534b)을 함유하는 인접한 그레인들(504b-1)은 반강자성으로 서로 결합될 수 있다. 인접한 그레인들(504b-1)은 전체적으로, 감소된 강자성 레벨 또는 심지어 실질적으로 상자성 거동을 나타낼 수 있다.
패터닝된 자기 매체를 제조하기 위한 방법
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 개시 내용의 하나의 실시예에 따라 패터닝된 자기 매체(500)를 제조하기 위한 하나의 예시적인 방법이 도시되어 있다. 본 실시예에서, 상기 방법은 비강자성 물질을 데이터 저장층(504)의 비활성 영역들(504b)로 도입하는 것을 포함한다. 도면에서 예시된 바와 같이, 데이터 저장층(504)은 활성 영역들(504a)을 포함할 수도 있다. 본 실시예에서, 비강자성 물질은 O, 또는 O를 함유하는 종일 수 있다. 그러나, 다른 물질들도 도입될 수 있다. 다른 물질들의 특정한 예들은 C, Si, Ge, Sn, Pb, S, Se, Te, 및 Po를 함유하는 종을 포함할 수 있다.
산소 또는 산소 함유 종은 하전된 또는 중성자의 파티클들(522)의 형태로 매체(500)의 비활성 영역들(504b)로 도입될 수 있다. 본 실시예에서는, 이온 주입 처리가 이용될 수 있고, O를 함유하는 하전된 이온들(522)이 도입될 수 있다. 그러나, 본 개시 내용에서는 다른 처리들이 배제되지 않는다. 다른 처리들의 예들은 확산 처리를 포함할 수 있다. 확산 처리에서는, 막(film), 페이스트(paste), 또는 O를 함유하는 가스가 비활성 영역들(504b) 상부에 배치될 수 있다. 그 다음으로, O 또는 O 함유 종이 비활성 영역들(504b)로 확산될 수 있다. 확산 처리를 보조하기 위하여, 열 또는 에너지(예를 들어, 레이저)가 가해질 수 있다.
파티클들(522)을 활성 영역들(504a)이 아니라 비활성 영역들(504b)로 선택적으로 도입하기 위해서는, 하나 이상의 마스크들(508)이 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 마스크(508)는 비활성 영역들(504b)을 노출하는 하나 이상의 개구(aperture)들을 가질 수 있다. 마스크는 하드 마스크, 섀도우 마스크, 또는 레지스트 마스크, 또는 그 조합의 형태일 수 있다. 마스크는 매체(500)의 상향 측에 배치될 수 있고, 파티클들(522)은 개구들을 통해 매체(500)로 도입될 수 있다. 레지스트 마스크가 이용되는 경우, 레지스트 층(508)은 매체(500) 상에 배치될 수 있다. 그 다음으로, 레지스트(508)는 저장층(504)의 선택된 부분들을 노출하기 위하여, 전자 빔 직접 기록 처리 또는 임의의 다른 알려진 리소그래피 처리들을 이용하여 패터닝될 수 있다. 하드 마스크가 레지스트 마스크(508)와 관련하여 이용되는 경우, 하드 마스크 층(도시되지 않음)은 매체(500) 위에 배치될 수 있다. 그 다음으로, 레지스트(508)는 하드 마스크 층 위에 배치될 수 있다. 레지스트(508)는 패터닝될 수 있고, 하드 마스크는 레지스트(508)의 패턴에 따라 패터닝될 수 있다.
파티클들(522)이 도입될 때, 이 파티클들(522)은 그레인 경게들(504b-2)을 따라 균일하게 분포되는 것이 바람직할 수 있다(도 5b). 예를 들어, O 원자들(522)의 일분자층(monolayer)은 그레인 경계들(504b-2)을 따라 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 균일한 분포를 얻기 위하여, 디스크(500)는 예를 들어, 사후 열 처리(post thermal treatment)와 같은 사후 처리 공정을 선택적으로 거칠 수 있다. 선택적인 사후 처리는, 비활성 영역들(504b) 내의 물질이 단일 결정 물질을 포함하는 경우, 그리고 사후 처리가 상기 물질을 다결정질 물질로 변환할 수 있는 경우에 바람직할 수도 있다.
그레인 경계들(504b-2)을 따라 파티클들(522)을 균일하게 분포시킨 후, 파티클들(522)은 그레인들(504b-1) 내의 물질과 반응할 수 있다. 본 실시예에서는, O 또는 O 함유 종이 그레인 경계(504b-2) 근처의 Co 원자들과 반응할 수 있다. 희망하는 경우, Co 원자들 및 파티클들(520) 사이의 반응은 위에서 언급된 사후 처리에 의해 증대될 수 있다. 파티클들(422)은 Co 원자들과 반응하므로, 인접한 그레인들(504b-1) 사이의 반강자성 결합이 발생할 수 있다(도 6c). 결과적으로, 인접한 그레인들(504b-1) 내의 자기 모멘트들은 평행하지 않은, 또는 심지어 실질적으로 반-평행의 방식으로 배향될 수 있다. 그 자기 모멘트들은 서로 상쇄될 수 있고, 감소된 강자성 레벨 또는 심지어 실질적으로 상자성 거동을 나타내는 비활성 영역(504b)이 형성될 수 있다. 한편, 파티클들(522)은 영역(504a)으로 도입되지 않으므로, 활성 영역(504a) 내의 물질은 그 초기의 강자성을 유지할 수 있다. 그 처리에서는, 격리된 강자성의 활성 영역들(504a)이 자기 매체(500) 위에 형성될 수 있다.
레지스트와 같이, 저장 매체(500) 위에 남아 있는 임의의 잔류물은 예를 들어, 에칭 또는 레지스트 박리 처리를 통해 제거될 수 있다. 보호 코팅(506)은 저장층(504) 위에 증착될 수 있다. 본 개시 내용에서, 보호 코팅(506)은 파티클들(522)을 도입하기 이전 또는 이후에 증착될 수 있다.
처리 파라미터
본 개시 내용에서는, 파티클들(522)의 다양한 종이 자기 매체(500)의 비활성 영역들(504b)로 도입될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 다양한 종은 C, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se, Te, 및 Po를 함유하는 종을 포함할 수 있다. 그러나, 산소는 코발트계 합금들(예를 들어, 600℃에서 ~0.02 원자%)을 포함하는 다수의 강자성 물질들 내에서 명목상으로 용해가능하므로, 본 실시예에서는 산소가 바람직할 수 있다. 산소가 도입될 때, 산소는 그레인들(504b-1) 내의 강자성 물질과 반응하기 전에, 비활성 영역들(504b) 내의 그레인 경계들(504b-2)을 따라 신속하게 그리고 균일하게 분포될 수 있다. 산소의 균일한 분포를 증대시키고 그레인들(504b-1) 내의 강자성 물질과의 반응을 막기 위해서는, 산소 도입 단계 및 반응 단계를 분리시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 분리는 예를 들어, 저장층(504)의 온도를, 산소 도입 단계 중에 산소(520)가 강자성 물질과 반응할 수 있는 온도 미만으로 유지함으로써, 그리고 자기층(magnetic layer)(504)의 온도를, 파티클들(520)이 그레인 경계들을 따라 균일하게 분포된 이후의 반응 온도보다 높게 유지함으로써 달성될 수 있다.
O가 바람직하지만, 다른 유형들의 파티클들이 이용될 수도 있다. 다른 유형들의 파티클들이 그레인 경계들(504b-2)을 따라 균일하게 분포될 수 있고 인접한 그레인들(504b-1)을 반강자성으로 결합할 수 있는 경우에는, 다른 물질의 이용이 본 개시 내용에서 배제되지 않는다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 유형들의 파티클들은 C, Si, Ge, Sn, Pb, S, Se, Te, 및 Po를 함유하는 종을 포함할 수 있다.
이온 주입 시스템이 파티클들(522)을 도입하기 위해 이용되는 경우, 파티클들 또는 이온들의 도우즈는 대략 1×1010 - 5×1015 이온/cm2의 범위에서 유지될 수 있다. 그러나, 다른 범위의 도우즈가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 비활성 영역들(504b) 내의 그레인들의 크기가 직경에 있어서 ~10nm인 경우, ~0.1% 및 2% 사이의 산소 농도는 그레인 경계들 내에 산소의 일분자층을 배치하기에 충분할 수 있다. 이러한 농도는 그레인 경계들에서 필요한 O의 영역 농도에 따라, 약 1×1014 내지 약 3×1015/cm 범위의 이온 도우즈에 대응할 수 있다.
새로운 패터닝된 자기 매체 및 이를 제조하기 위한 방법이 개시되어 있다. 기존의 자기 매체 또는 기존의 방법에 비해, 본 개시 내용은 추가적인 장점들을 제공한다. 본 개시 내용은 특정한 목적을 위하여 특정한 환경에서 특정한 구현예를 갖는 특정한 실시예들의 상황에서 본 명세서에서 설명되었지만, 당업자들은 그 유용성이 그것으로 한정되지 않으며 본 개시 내용이 임의의 수의 목적들 위하여 임의의 수의 환경들에서 유리하게 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 형태 및 세부 내용에 있어서의 다양한 변화들은 본 명세서에서 정의된 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 행해질 수 있다.

Claims (20)

  1. 데이터를 저장하기 위한 자기 매체로서,
    실질적으로 강자성(ferromagnetism)을 나타내는 활성 영역; 및
    실질적으로 상자성(paramagnetism)을 나타내는 비활성 영역으로서, 상기 비활성 영역은 적어도 2개의 그레인(grain)들과 그 사이에 삽입된 그레인 경계를 포함하고, 상기 적어도 2개의 그레인들의 각각은 강자성 물질을 함유하고, 상기 적어도 2개의 그레인들은 반강자성으로(antiferromagnetically) 결합되는, 상기 비활성 영역을 포함하는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 2개의 그레인들 사이의 반강자성 결합은 그레인 경계를 따라 배치된 물질에 의해 생성되는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 산소를 함유하는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 상기 적어도 2개의 그레인들 중의 적어도 하나 내에 함유하는 강자성 물질의 산화물(oxide)을 포함하는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 물질은 C, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se, Te, 및 Po 중의 적어도 하나를 함유하는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비활성 영역들 내의 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 평행이 아닌 방위(non-parallel orientation)에 있는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 비활성 영역들 내의 상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 실질적으로 반-평행의 방위(anti-parallel orientation)에 있는, 데이터를 저장하기 위한 자기 매체.
  8. 활성 영역 및 비활성 영역을 포함하는 자기 매체를 형성하는 방법으로서,
    상기 비활성 영역의 그레인 경계를 따라 비강자성(non-ferromagnetic) 물질을 도입하는 단계로서, 상기 그레인 경계는 상기 비활성 영역의 적어도 2개의 인접한 그레인들 사이에 삽입되고, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 각각은 강자성 물질을 함유하는, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계; 및
    상기 그레인 경계를 따라 배치된 상기 비강자성 물질을, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들 중의 적어도 하나 내에 함유된 강자성 물질과 반응시키는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 자기 모멘트들을 평행이 아닌 방위로 배향하는 단계를 더 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 2개의 인접한 그레인들의 자기 모멘트들을 반-평행 방위로 배향하는 단계를 더 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 비활성 영역 내의 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들은 반강자성으로 결합되는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계 근처에 산소를 함유하는 이온들을 주입하는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 자기 매체의 상향 측에 마스크를 배치하는 단계로서, 상기 마스크는 상기 비활성 영역을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스크를 배치하는 단계를 더 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 그레인 경계를 따라 실질적으로 균일하게 산소를 분포시키기 위하여 상기 비활성 영역을 열처리하는 단계를 더 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 확산 처리를 이용하여 비강자성 물질을 도입하는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  16. 활성 영역 및 비활성 영역을 포함하는 자기 매체를 형성하는 방법으로서,
    상기 비활성 영역의 그레인 경계를 따라 비강자성 물질을 도입하는 단계로서, 상기 그레인 경계는 상기 비활성 영역의 적어도 2개의 인접한 그레인들 사이에 삽입되고, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들은 강자성 물질을 포함하는, 상기 비강자성 물질을 도입하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들을 평행하지 않은 방위로 배향하기 위하여, 상기 적어도 2개의 인접한 그레인들을 반강자성으로 결합하는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 2개의 그레인들의 자기 모멘트들은 실질적으로 반-평행의 방위에 있는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계를 따라 산소를 함유하는 이온들을 주입하는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 비강자성 물질을 도입하는 단계는, 상기 그레인 경계를 따라 C, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se, Te, 및 Po 중의 적어도 하나를 함유하는 종을 도입하는 단계를 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 자기 매체의 상향 측에 마스크를 배치하는 단계로서, 상기 마스크는 상기 비활성 영역을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 상기 마스크를 배치하는 단계를 더 포함하는, 자기 매체를 형성하는 방법.
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