KR950012366B1 - 자기메모리소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자기메모리소자 및 그 제조방법

제1도 내지 제3도는 본 발명의 제1실시예를 표시하는 것.

제1도는 자기디스크의 개략적인 구성을 표시하는 종단면도.

제2도는 자기헤드의 설치한 부상형 슬라이더가 자기디스크에 접촉하고 있는 상태를 표시하는 설명도.

제3도는 자기디스크의 제조방법을 표시하는 것이며 (a)∼(f)는 각 제조단계에 있어서 자기디스크의 종단면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예를 표시하는 것으로 자기디스크의 개략도의 구성을 표시하는 종단면도.

제5도 및 제6도는 종래예를 표시하는 도로서

제5도는 자기헤드를 설치한 부상형 슬라이더가 자기디스크로부터 부상하고 있는 상태를 표시하는 설명도.

제6도는 자기디스크를 부분확대한 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 기판 22 : 자성막

23 : 윤활막 26 : 부상형슬라이더

27 : 자기헤드

본 발명은 자기헤드에 의해서 정보의 기록, 재생을 하는 자기메모리소자 및 그 제조방법에 관한 것으로 근년, 취급되는 정보량의 증대와 더불어, 정보를 기록하는 자기메모리소자보다도 일층고밀도, 대용량의 것이 요구되고 있다.

이와같은 요구에 응하는 자기메모리소자로서 예를들면, 자기디스크나 광자기디스크가 있다.

이들은 고밀도, 대용량인 동시에, 랜덤액세스도 가능하므로 계산기용 외부메모리소자로서 널리 이용되고 있다.

상기의 자기디스크는 예를들면, 제5도의 표시한 것같이 A1기판(21)에 위에 Co, Ni, Cr 등의 자성체로된 자성막(22)과 카본 등의 윤활 재료로된 윤활막(23)과을 순차적층한 구성으로 되어 있다.

정보의 기록·재생은 예를들면 부상형 슬라이더(26)에 취부된 자기헤드(27)에 의해서 이루어진다.

콘택트스타트스톱(CSS)방식을 채용하고 있는 경우, 자기디스크의 회전정지중, 부상형 슬라이더(26)는 서스펜션(25)에 의해 자기디스크의 윤활막(23)에 늘려져 있다.

자기디스크가 회전구동되면 부상형슬라이더(26)의 하면과 윤활막(23)과의 사이의 공기흐름에 의해서 부상압이 생겨서 부상형 슬라이더(26)는 서스펜션(25)에 의한 압압과 공기흐름에 의한 부상압이 평형하는 위치로 부상한다.

이것에 의해 자기헤드(27)와 자기디스크의 사이에 통상 0.2㎛정도의 스페이스(28)가 유지된다.

고밀도 기록된 정보를 재생하는 경우, 자기헤드(27)의 재생출력을 크게하기 위해서 자기헤드(27)를 될 수 있는 한 자성막(22)에 근접시키는 것이 바람직하다. 따라서 스페이스(28)은 좁을수록 좋다.

그러나, 스페이스(28)는 지나치게 좁으면 자기헤드(27)가 윤활막(23)에 접촉할 수가 있다.

접촉이 되면 윤활막(23)은 얇기 때문에 자성막(22)에 상처를 주거나 잡음이 생기는 일이 있다.

자기헤드(27)와 윤활막(23)과의 접촉은 윤활막(23)의 표면의 돌출된 곳에 생기므로, 자성막(22)에 상처를 주지 않고, 스페이스를 적게하기 위해서는 윤활막(23)의 표면의 거침을 가급적 미세하게 처리하는 것이 바람직하다.

한편 거칠은 표면이 너무 미세하면 부상형 슬라이더(26)는 윤활막(23)에 흡착하므로 자기디스크의 회전시동이 되지 않을때가 있다.

그래서 동작을 없애기 위해서 윤활막(23)의 표면에 凹凸을 설치한다.

소위 텍스처가공을 행하고 있다.

즉 제6도의 부분확대도에 표시한 것같이 A1 기판(21)을 알루마이트처리한 후 표면연마하여 20mm정도의 凹凸를 설치하여 그위에 자성막(22)과 윤활막(23)을 적충함에 의해 윤활막(23)의 표면에 凹凸이 형성되어 진다.

그런데, 상기 텍스처가공에서는 자기헤드(27)가 凹凸가 제일높은곳에 해당되지 않도록하기 위해서는 0.2㎛ 이상의 실효적인 스페이스(28)가 필요하므로 충분한 재생출력을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 자기헤드에 의해서 고밀도정보의 기록재생을 할 수 있는 자기메모리소자를 제공하는데 있다.

이 목적을 달성하기 의해서 본 발명의 자기메모리소자는 기판에 그룹에 형성하고 상기 그룹내에 자성막을 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

상기의 구성에 의하면, 예를들면 부상형 슬라이더에 취부된 자기헤드에 의해 자기메모리소자의 일예인 자기디스크에 정보의 기록, 재생을 하는 경우, 자기디스크의 회전정지중 부상형 슬라이더는 그룹간의 랜드만 접촉하므로 부상형 슬라이더와 자기디스크의 접촉면적을 적게 할수 있다.

이것에 의해 부상형 슬라이더가 자기디스크에 흡착하는 것을 회피할 수가 있다.

또 자성막과 부상성 슬라이더가 직접접촉하는 일이 없어지므로, 자기디스크의 신뢰성이 향상한다.

또한 자기헤드와 자기디스크의 사이의 스페이스를 적제할 수 있어 자기헤드의 재생출력이 커진다.

이것에 의해 고밀도기록이 가능하다.

본 발명의 또다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하의 기술에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다.

또 본 발명의 이점은, 첨부도면을 참조하여 설명하면 명백해질 것이다.

[실시예에 대한 설명]

본 발명의 제1실시예를 제1도 내지 제3도에 근거해서 설명을 아래와 같이 한다.

본 실시예의 자기메모리소자로서 자기디스크에서는 제1도에 표시하는 것 같이, 원판상의 글라스기판(1)이 사용되고 있다.

글라스기판(1)에는 예를들면, 소다알루미노실리케이트(soda aluminosilicate)가 사용된다.

글라스기판(1)의 사이즈는 예를들면 직경이 50mm, 두께가 0.8mm다.

글라스기판(1)의 한쪽면에는 스파이럴(spiral)상 또는 동심원상으로 그룹(16)이 설치되어 있다.

그룹(16)의 피지 A는 말하자면 1∼2㎛이다.

그룹(16) (16)간에 있는 랜드(4)는 표면거침음이 1mm정도로 될 때까지 연마되어 있다.

랜드(4)의 폭과 그룹(16)의 비는 1 : 5이다.

그룹(16)중에는 자성막(2)이 형성되어 있다.

자성막(2)는 표면은 랜드(4) 면보다 낮게 설정되어 있다.

자성막(2)에는 말하자면 Pt층 또는 Pd층과, Co층이 서로 엇갈리게 복수적층된 Pt/Co다층막 또는 Pd/Co 다층막이 사용된다.

자성막(2) 및 랜드(4)상에는 윤활막(3)이 형성되어 있다.

윤활막(3)에는 말하자면 카본 등의 윤활재료가 사용된다.

상기의 자기디스크에 대한 정보의 기록·재생은 제2도에 표시한 것같이 부상형 슬라이더(5)에 취부된 자기헤드(6)에 의해 이루어진다.

또한 제1도의 그룹(16), 자성체(2) 및 윤활막(3)에 대해서는 편의상 모아서 기록층(7)으로서 표시되고 있다.

자기디스크의 회전정지중, 부상형 슬라이더(5)는 서스펜션(8)에 의해 기록층(7)에 압압되어, 정보의 기록·재생을 위해서, 자기디스크가 회전구동되면, 부상형 슬라이더(5)의 하면과 기록층(7)과의 사이에 공기 흐름이 생겨, 부상형 슬라이더(5)는 서스펜션(8)에 의해 억눌림과 공기흐름에 의해 부상압이 평형하는 위치로 부상한다.

이것에 의해, 자기헤드(6)를 기록층(7)에 접촉되는 일없이 정보의 기록·재생을 할 수 있다.

본 실시예의 자기디스크에서는 자성막(2)이 그룹(16)내에 형성되고 있어 부상형 슬라이더(5)와 자기디스크의 접촉에 의한 윤활막(3)이 손상을 입었다고해도, 랜드(4)가 파손되지 않는한 자성막(2)이 손상을 받는 일이 없다.

즉 본 실시예의 자기디스크는 대단히 안전한 구조로되어 있어 신뢰성이 극히 높다.

또 자기디스크의 회전정지중 부상형 슬라이더(5)는 그룹(16)의 윤활막(3)에는 접촉하지 않으므로 자기디스크와 부상형 슬라이더(5)의 접촉면적이 적게된다.

이것으로 인해 부상형 슬라이더(5)가 자기디스크의 흡착하기 어렵게 되어 자기디스크의 회전시동을 확실히 할 수가 있다.

또한 랜드(4)는 표면거침성이 1mm정도가 될 때까지 연마되어 있으므로, 랜드(4)상의 윤활막(3)의 凹凸도 적다.

따라서, 자기헤드(6)와 자기디스크의 스페이스를 충분히 적게할 수가 있다.

이것으로 인해, 자기헤드(6)는 자성막(2)에 근접하므로 자기 헤드(6)의 재생출력을 증대시킬수가 있다.

구체적으로 말하자면 그룹(16)의 길이를 약 80nm, 자성막(2)의 막두께를 60∼70nm윤활막(3)의 막두께를 2∼10nm로 각각 설정한 자기디스크와, CaTiO₃등의 세라믹스된 2mm×3mm의 사이즈의 부상형 슬라이더(5)를 사용해서 스페이스를 측정한바 서스펜션(8)에 의한 압압을 조정하므로서 스페이스를 0.1㎛ 이하로 할 수가 있다.

또한 하나의 그룹(16)상의 자성막(2)과, 그 옆의 그룹(16)상의 자성막(2)이 랜드(4)에 의해 분단되므로 기록영역이 옆의 그룹(16)상의 자성막(2)으로 퍼지기 어렵게 된다.

이것에 의해, 기록트럭의 밀도를 올릴 때, 즉 피치 A를 짧게했을 때, 인접하는 기록트랙으로부터의 크로스토크가 일어나기 힘들게된다.

그런데 본 실시예의 자기디스크는 상기와 같이 부상형 슬라이더(5)와 자기디스크를 접촉시켜도, 랜드(4)가 파손되지 않는한 자성막(2)은 손상을 받는 일이 없다.

이 때문에 본 실시예의 자기디스크에서는 자기헤드(6)를 자기디스크에 접촉시킨 상태에서 정보의 기록, 재생하는 것이 가능하다.

이 기록재생방법은 소정의 자기디스크에 있어서 특히 유효하다.

반경이 10∼30mm의 자기디스크에서는 3600rpm 이상의 고속회전을 해도, 선속도가 그렇지 커지지 않아,(말하자면 반경 30mm의 자기디스크를 3600rpm으로 사용했을 경우 선속도는 11m/s정도다) 부상형 슬라이더(5)와 자기디스크를 접촉시켜도, 양자의 마찰에 의한 마모는 발생하지 않는다.

상기의 기록재생방법에 의하면, 부상형 슬라이더(5)가 부상하고 있는 경우와 비교해서 자기헤드(6)가 자성막(2)에 다시 가까워지므로 자기헤드(6)의 재생출력은 커진다.

이것에 의해서 고밀도의 기록, 재생이 가능하다.

또한 글라스기판(1)측의 자성막(2)의 미소부분에 레이저광을 집광하는 것에 의해 그 부분의 온도를 상승시켜, 이것에 의해, 그 부분의 보자력을 내려 자기기록을 행하는 방식(이것을 광 어시스트 자기기록이라 부르도록 한다)에서는 초고밀도의 기록을 할 수가 있지만, 이 경우에 상기의 기록재생방법을 응용하면 자기헤드(6)의 재생출력은 크므로, 초고밀도 기록정보의 재생을 충분히 할 수가 있다.

즉 본 실시예의 자기디스크를 사용해서, 초고밀도의 기록재생을 하는 새로운 타입의 자기디스크장치를 실현하 수 있다.

상기의 자기디스크의 제조방법은 제3도에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

제1공정에서는 제3a도에 표시한 것같이 말하자면 직경 5mm로 표면거침을 10Å정도로 될 때까지 연마된 원판상의 말하자면 소다 알루미노실리게이트 등을 되어 있는 글라스기관(1)을 씻어 그 연마된 포지티브형의 포토레지스트(9)를 약 150nm 도포한다.

제2 공정에서는 제3b도에 표시한 것같이 포토마스크(10)를 포토레지스트(9)의 위에 밀착시켜 200∼400의 파장의 자외선(12)을 조사한다.

이때, 랜드(4)에 대응하는 위치의 포토레지스트(9)에는 자외선(12)이 조사되지 않도록 Ta 등의 차폐금속(11)이 포토마스크(10)에 매립되어 있다.

제3 공정에서는 제3c도에 표시한 것같이 포토레지스트(9)를 현상한다.

제4 공정에서는 제3d도에 표시한 것같이 CF₄등의 가스를 사용해서 반응성 이온에칭을 하여, 스파이럴상 또는 동심원상의 그룹(16)을 형성한다.

그룹(16)의 깊이는 약 80nm로 설정되어 있다.

제5 공정에서는 제3e도에 표시한 것같이 자성막(2)을 균일하게 형성한다.

이때, 자성막(2)의 표면은 랜드(4)보다 낮도록, 자성막(2)의 막두께는 60∼70nm로 설정되어 있다.

자성막(2)으로서는 말하자면 Pt층 또는 Pd층 등과 Co층과를 교호로 복수적층된 다층막을 사용하고 있다.

제6공정에서는 제3f도에 표시한 것같이 랜드(4)위에 남아있는 포로레지스트(9)를 제거한다.

이것에 의해, 포토레지스트(9)상의 자성막(2)도 제거된다.

최후의 제7공정에서는 카본막 등의 윤활막(3)을 막두께가 2∼10nm이 되도록 스퍼터링이거나 증착에 의해 형성된다.

이와같이 제1도에 표시한 자기디스크를 완성한다.

상기의 제조방법에 의하면 랜드(4)위에서는 윤활막(3)은 글라스기판(1)에 직접 형성되므로 밀착성이 좋은 윤활막(3)을 얻을 수 있다.

본 발명의 제2 실시예를 제4도에 의거해서 설명하면 아래와 같다.

역시 설명의 편의상, 전기의 실시예의 도면에 표시한 부재와 동일한 기능을 갖고 있는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 자기메모리소자로서 자기디스크에서는 제4도에 표시한 것같이, 그룹(16)위에 뿐만아니라 랜드(4)위에도 자성막(2)의 표면은 반드시 랜드(4)의 면보다 낮게 되도록 설정할 필요가 없는점이 상기의 실시예와 다르다.

상기의 구성에 있어서 랜드(4)위에도 자성막(2)을 형성했으므로 후술과 같은, 자기디스크의 제조공정은 간략화된다.

또 그룹(16)위의 자성막(2)의 표면이 랜드(4)의 표면보다 높게되어 있어도, 그룹(16)위의 자성막(2)의 표면은 랜드(4)위의 자성막(2)의 표면보다 낮게되므로, 상기 실시예의 구성과 거의 일치한다.

즉, 본 실시예의 자기디스크에서는 랜드(4)위의 자성막(2)의 표면을 실효적인 랜드(4)의 표면이라고 생각하면, 실효적인 그룹(16)의 깊이는 랜드(4)의 높이와 자성막(2)의 막두께의 합계가 되므로 그룹(16)위의 자성막(2)의 표면은 실효적인 랜드(4)의 면보다 낮게되도록 설정하게 된 것이다.

이 때문에 그룹(16)위의 자성막(2)은 손상받기 어렵다.

상기의 구성은 글라스기판(1)과 자성막(2)의 밀착성 및 자성막(2)과 윤활막(3)의 밀착성이 좋은 경우,특히 유효하다.

상기의 자기디스크의 제조방법을 상기 실시예와 제조방법과 비교 하면서 설명을 하면 아래와 같다.

글라스기판(1)위에 그룹(16)을 형성하기까지의 공정은 상기 실시예의 제1∼제4공정과 동일하다.

그룹(16)을 형성후, 본 실시예에서는, 랜드(4)위에 남아 포토레지스트(9) (제3d도를 참조)를 제거하는 공정이 실시된다.

그후, 자성막(2)을 형성하는 공정과 윤활막(3)을 형성하는 최종공정이 실시된다.

이들의 공정은, 각각 상기 실시예의 제5 및 제7 공정과 동일하다.

즉 본 실시예의 제조방법에서는 전기 실시예의 제6 공정을 생략하는 대신에 랜드(4)위의 포토레지스트(9)를 제거하는 공정이 부가되어 있다.

이 공정을 말하자면, 산소플라즈마에 의한 에싱과 같은 드라이프로세스에 의해 실시된다.

이 결과 상기 실시예의 제조방법에서는 랜드(4)상에 남은 포토레지스트(9)와 자성막(2)을 제거하기 위해서 제6공정 웨트프로세스로 되므로, 제6공정에서 일단상압으로 돌려 제7공정으로 다시 진공으로 할 필요가 있었지만, 본 실시예에서는, 그룹(16)을 형성하는 공정(상기 실시예의 제4공정과 동일)이후, 모든 공정을 드라이프로세서에 의해 실시할 수 있다.

이것에 의해, 제조공정의 대폭적인 간략화를 도모할 수가 있다.

이상의 실시예에서는 자성막(2)의 구체적인 예로서 Pt/Co 다층막을 표시했지만, 이것에 한하지 않고 CoP, Co, Fe, CoCr, TbFeCo, DyFeCo, TbCo, NdFe 등의 자성체로 된 단층막 또는 다층막을 사용할 수 있다.

특히 상기의 광 어시스트를 자기기록을 할 경우에는 자성막(2)으로서 Tb₂₈Co₇₂등의 회로류천 이금속막을 사용하면 150∼200℃에서의 보자력을 500Oe 이하로 되므로 기록을 용이하게 한다.

그룹(16)의 피치 A는 1㎛∼10㎛가 적당하다.

랜드(4)와 그룹(16)의 폭의 비는 1/10∼1/5이 적당하다.

또 글라스기판(1) 대신에 알루미늄 기판과 같은 금속기판을 사용해도 좋다.

또 알루미늄기판위에 닉켈합금막등의 막을 설치해도 좋다.

본질적으로는 기판은 그룹을 갖고만 있으면 좋다.

특히 데이터의 입출력은 자기디스크와 비교하여 서서히 이루어지는 자기카드와 같은 자기메모리소자에서는 자기헤드와 자기메모리소자의 상대속도가 늦으므로, 자기헤드를 자기메모리소자를 접촉시키는 것이 바람직하다.

이와같이 자기메모리소자에서는 플라스틱기판으로서도 충분히 실용하게 된다.

또, 윤활막대신에 우레탄 아크릴드계의 자외선경화수지로된 하드코트막을 사용하면 좋다.

발명의 상세한 설명항에서 한 구체적인 실시양태, 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술내용을 명백하게 하는 것으로서 그와 같은 구체적인 예에만 한정하여 협의적으로 해석되는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구사항의 범위내에 있어서, 여러 가지로 변경하여 실시할 수가 있는 것이다.

Claims (11)

1. 자기헤드에 의해서 정보의 기록·재생을 하는 자기메모리소자는 그룹이 형성된 기판과 상기 그룹내에 형성된 자성막을 포함하고 있으며, 상기 자성막의 막두께는 상기 그룹의 깊이보다 적어지도록 설치되어 있으며, 상기 자성막에 정보가 기록되는 자기메모리소자.
2. 제1항에 있어서, 상기판은 글라스로 되어있는 자기메모리소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 그룹간의 랜드의 표면은 거침은 10∼20Å정도로 되어 있는 자기메모리소자.
4. 제3항에 있어서, 상기 자성막과 상기 그룹간의 랜드상에는 윤활막이 형성되어 있는 자기메모리소자.
5. 제4항에 있어서, 상기 윤활막은 카본막인 자기메모리소자.
6. 제5항에 있어서, 상기 기판은 원판상인 자기메모리소자.
7. 제1항에 있어서, 상기 기판은 금속으로 되어있는 자기메모리소자.
8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 플라스틱으로 되어있는 자기메모리소자.
9. 자기헤드에 의해 정보의 기록재생을 하는 자기메모리소자는 그룹이 형성된 기판과, 상기 그룹상과 상기 그룹간의 랜드상에 형성된 자성막을 포함하고 있으며, 상기 그룹상의 자성막에 정보가 기록되는 자기메모리소자.
10. 그룹이 형성된 기판과, 상기 그룹내에 형성된 자성막과, 상기 자성막상과, 상기 그룹간의 랜드상에 형성된 윤활막을 포함하고 있으며, 상기 자성막의 막두께는 상기 그룹의 깊이보다 적어지도록 설정되어 있으며, 자기헤드에 의해 전기 자성막에 정보의 기록, 재생을 하는 자기메모리소자의 제조방법에 있어서, 상기 기판에 포토레지스트를 도포하는 공정과, 소정형상의 포토마스크를 상기 포토레지스트상에 밀착하여 상기 포토마스크측에서 포토레지스트에로 노광하는 공정과, 상기 포토레지스트를 현상함에 의해 상기 그룹을 형성하고저하는 위치의 포토레지스트를 제거하는 공정과, 잔류한 포토레지스트를 보호막으로 사용해서, 기판을 에칭하여 상기 그룹을 형성하는 공정과, 상기 막두께를 자성막을 형성하는 공정과, 상기 잔류한 포토레지스트를 제거하는 공정과, 상기 윤활막을 형성하는 공정을 순차로 행하는 자기메모리소자의 제조방법.
11. 그룹이 형성된 기판과, 상기 그룹위에 상기 그룹간의 랜드상에 형성된 자성막을 포함하고 있으며, 자기헤드에 의해 상기 그룹상의 자성막에 정보의 기록·재생을 하는 자기메모리소자의 제조방법에 있어서, 상기 기판에 포토레지스트를 도포하는 공정과, 소정형상의 포토마스크를 상기 포토레지스트상에 밀착하여 상기 포토마스크측에서 포토레지스트에 노광하는 공정과, 전기 포토레지스트를 현상하는 것에 의해 상기 그룹을 형성하고저하는 위치의 포토레지스트를 제거하는 공정과,잔류한 포토레지스트를 보호막으로서 사용하여 기판을 에칭하여 상기그룹을 형성하는 공정과, 상기 잔류한 포토레지스트를 제거하는 공정과, 상기 자성막을 형성하는 공정과, 상기 윤활막을 형성하는 공정은 순차적으로 행하는 자기메모리소자의 제조방법.