TW201214426A - Technique for manufacturing bit patterned media - Google Patents

Description

201214426 jy»uipif 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本申請案涉及資料存儲媒體，明確地說，涉及製造位 元圖案化媒體。 本申請案主張2010年9月9日申請的標題為“位元圖 案化媒體及其製造技術（Bit Patterned Media And Technique For Manufacturing The Same)，，的第 61/381，283 號美國臨時 申請案和2010年9月30日申請的標題為“位元圖案化媒體 及其製造技術（Bit Patterned Media And Technique For Manufacturing The Same)，，的第 61/388,308 號美國臨時申 請案的優先權，所述臨時申請案中的每一者的全文特此以 引用的方式併入本文中。 【先前技術】 位元圖案化媒體（bit patterned media, BPM)可成為 下一代資料存儲媒體，且可擴展硬驅動磁碟的資料存儲容 量。如圖lf中所說明，傳統BPM可包含基底（base) 102、 存儲層（storage layer) 104、中間層（intermediate layer) 1 〇3 和保 A層（protective layer) 106。在資料存儲層 i〇4 内，可存在多個有源區（ active region) l〇4b，其每一者用 於存儲單個資料位元，且存在一個或一個以上的分離體 (separator) i〇4a以用於隔離每一有源區104b。由於將每 二資料位元存儲於每一有源區l〇4b中’所以媒體1〇〇的容 量取決於有源區l〇4b的數目。具有較大數目的有源區104b 的媒體100可存儲較多資料。 3 201214426 jy»inpif 在傳統BPM t，在製造媒體1〇〇期間 這與早期資料存儲媒體相反，在早期資料存St 錄資料時形成有源區。參看圖la到圖lf，給媒體中在$ BPM 100的傳統方法。最初，媒體1〇〇 ，於裝这 資料存儲層資料存儲層⑽可含有_材=。 首先’對媒It⑽執行圖案化過程。在此過 抗鞋劑(resist)·之層沉積到資料存儲層1〇4 見。 此後’使用已知的微影(lithographic)過程 程、奈米磨印微影過程或直寫式電子束微影過程 钱劑層108進行圖案化。如圖lb所緣示，資料存儲層⑽ 的一個或一個以上部分在微影過程之後暴露。 在圖案化步驟之後，可執行钱刻步驟。侧步驟的實 例可為離子研磨(milling)過程。在此步驟中，將反應性離 子（獄tive ion) 122朝向資料存儲層刚的暴露部分引 導，且移除來自暴露部分的鐵磁材料（圖卜）。同時，資 料存儲層104的未暴露的部分由抗蝕劑1〇6遮蔽且保留於 媒體100上。當從側面觀看時，所得的媒體1〇〇可包括間 隔開且通過間隙而彼此隔離的鐵磁材料圓 媒體⑽上的圓柱可最終形成有源區1(^接著二= 導磁性（permeability)和剩磁（remanence)的非磁性材料 來填充所述圓柱之間的區域（例如’間隙）以形成分離體 104a (圖Id)。此後，對媒體1〇〇進行平坦化（圖le)，且 將一種保護塗層106沉積到媒體1〇〇上（圖lf)。如上所 述，所得的媒體100包括資料存儲層104，其具有由一個 4 201214426 jy»uipif 或it上的非磁性分離體1〇4&隔離的多個有源區1〇4b。 雜不枯進，已提議一種製造BPM的過程，其併入有 、入^驟。此過程在圖2a到圖2e中繪示。 次先在貝料存儲層204上沉積抗蝕劑1〇8 (圖2a)。 之=儲| 204中的材料可為鐵磁材料。在沉積抗儀劑⑽ ^ _種已知的微影過程來對抗ϋ顧108進行圖 i 7匕”，露資料存儲層204㊅（若干）部分。此後，離 + 叉到引導而朝向資料存儲層204。在此過程中，將 離子222植入到資料存儲層2〇4中。離子η2接著使區綱& 中的材料從鐵磁材料轉化為具有低導磁性且理想地沒有剩 磁的材料以形成分離體綱a (圖2e)。同時，未暴露且未 植入離子222的區麟+的材料可保持鐵磁性。所得的資 ^存儲層204可包含未暴露到離子的有源區2〇物和經由暴 路到離子所形成的—個或—個以上的分離體綱& (圖 2d)。分離體2〇4b在形成時可隔離每一有源區2〇牝。 ▲在形成有源區204b和分離體204a之後，移除剩餘的 抗蝕劑層108，且將保護層1〇6沉積到存儲層2〇4上（圖 2e)。 可採用各種方法來形成分離體204a。在一種方法中， 經由稀釋磁性材料來形成分離體204a。在此方法中，向暴 露區中的鐵磁材料植入充足劑量的稀釋離子，例如，不^ 現磁性的離子物質(species)。在所述過程中，所得材料的 f里溫度（Curie temperature)降低到室溫，或所述材料在 室溫下不再具有磁性。為了實現充分的稀釋，可能需要原 5 201214426 jy»uipif 大約3 X的離子劑量:此：可=: :厚度成比例’因此’如果資料存健層較薄:劑= 或微.===::=:，的結晶性 子碰撞的高能過程。在植入期間植造成許多原 或無序 至卜展現低鐵雖。同時，未暴 可為有妹 而產生’、磁性的多層，那麼此方法 更高’尤其是當在室==二所需的劑量可能甚至 形1分離體2叫的方法需要在^心二二ΐ S能f交=量有限的情況下’與製造BPM相關聯的成 6 201214426 39801pif 處理量還可部分受抗蝕劑圖案化步驟限制。如上所 述，可使用電子束直寫式圖案化步驟來對該抗蝕劑進行圖 案化。在此過程中，沿一個或一個以上的方向來掃描電子 束以對該抗蝕劑進行直寫或圖案化。雖然此過程可實現較 高的分辨率，但此過程非常緩慢且其不適合用於高處理^ 的生產。 可使用奈米壓印微影過程（更有效的抗蝕劑圖案化過 程）來增加處理量。然而，此圖案化過程無法產生具有所 要，質的抗糊。舉例來說，在奈米壓印微影過程中實現 的最大a際彳邊劑㊉度可限於約％ nm。所述抗餘 無法經受後續高劑量離子植人過程且/或無法充分保護^ 雜nderneath)材料。可能會在離子植入期間濺射掉 几姓劑’且可能會向暴露科部卿分材料（即 =劑:下方的材料）植入離子且還將其轉化為分離體 a因此，所產生的BPM可能不夠理想。 ⑽所需要的ΓΛ 1賤射。此賤射效應與形成分離體 存储層nm+r倾射產衫平坦的 省略間隙填充:步驟的bpm製她試圖 區之間過声 1圖id) ’所以暴露區與未暴露 之間過度的不平坦狀態可能非常不理想。 【發::容】需要—種用於製造位元圖細體的新方法。 本發明揭示-種用於製造位元圖案化媒體的技術。在 201214426. -?^ouipif 造位特二Γ乾性實施例中’所述技術可實現為一種用於製 所^門案化媒體的方法。所述方法可包括：形成中間層， 質區:彼此鄰近的改質區和第-區，其中所述曰改 門料—區可具有至少—種不同的性f ;在所述+ 間層的所述第—區上沉積磁性物質 所述中間層的所述改質區上沉積，以及在 體。 很井鐵磁物質以形成分離 根據此特定示範性實施例的其它 所述第一區可具有不同的結構。 厅这改質£和 根據此特定示範性實施例的另外方面，所述第一 或一種以上具優選取向的晶體，且所述改“ 為非晶態(amorphous)者。 根據此特定示範性實施例的其它方面， 為非晶態者，且所述改質區可包括—種或—種以°°可 根據此特定示範性實施例的其它方面， 的一曰曰體。 有多種具-致取向的晶體，且所述改質區為非晶^區具 根據此特定示範性實施例的另外方面，所述:爲 具有Mg、Ta和Ti中的至少一者。 4 e可 包括=此特定示範性實施例_外方面，所述分離體可 根據此特定示範性實施例的另外方面， 具有至少-種在所述第-區中不存在的物質。W質區可 根據此特定示範性實施例的額外方面，所 所述分離體可具有至少一種共同的物質。 延改質區和 8 201214426 39801pif 根據此特定示範性實施例的其它方面，所述至少-種 共同的物質可為Si。 ^ ^ 一+根據此特定示範性實施例的額外方面，所述方法可進 ^包括在形成所述有賴和所述分離體之祕刻所述中 間盾的表面。 根據此特定示範性實施例的另外方面，可通過離子植 入來形成所述中間層的所述改質區。 、根據此特定示範性實施例的額外方面，可以15 keV 或更小的能量來執行所述離子植入。 制根據另一示範性實施例，所述技術可實現為一種用於 衣造位元圖案化媒體的方法。所述方法可包括：形成中間 層，所述中間層包括彼此鄰近的改質區和第一區，其中所 述改質區和所述第一區具有至少一種不同的性質；在所述 中間層的所述第一區上沉積磁性物質以形成有源區；以及 在所述中間層的所述改質區上沉積非鐵磁物質以形成分離 體’其中同時形成所述有源區和所述分離體。 根據此特定示範性實施例的其它方面，所述第一區包 括一種或一種以上的晶體，且所述改質區為非晶態者。 根據此特定示範性實施例的額外方面，所述第一區包 括一種或一種以上具優選取向的晶體’且所述改質區為 晶態者。 根據此特定示範性實施例的另外方面，可藉由離子植 入來形成所述改質區。 根據此特定示範性實施例的額外方面，可以15 201214426 jvouipif :入 或更小的^來執行所述離子植一 所述實施例的另外方面，所述改質區和 根據此特定示範性實施例的額外方面 成所述有源區和所述分離體之前_所15 根據此特定示紐實施觸其它 有多__體，且所述 據另—不範性實施例，所述技術可用一種f it，其中所述改質區和所述第-區具有至㈡ S，有源區，其形成於所述中間層的所 ^ 述改原區含有磁性材料;以及分離體，其形成4 質區上，所述分離體含有非鐵磁材料。 、斤 包括=據此特定示ΐ性實施例的另外方面，所述中間層可 ⑽％、Ta和Ti中的至少一者。 1 了 包括?ft特定矛:範性實施例的額外方面，所述有源區可 匕牯Co、Ni、（^和pt中的至少一者。 匕Γ 包括g此特料紐實關_方面，分離體可 根據此特定示範性實施例的另外方 . 所述第1可具有不同結構。料方面’所錢質區和 性實施例的額外方面，所述第一區可 種或-種以上的晶體，且所述改質區可為非晶態者^ 201214426 -jyeuipif 根據此特定示範性實施例的其它方面，所述改質區和 所述第一區可具有不同的物質。 ,現將參看如附圖所示的本發明的示範性實施例來更 詳細地描述本發明。儘管下文中參看示範性實施例來描述 本發明，但應理解，本發明不限於此。能夠獲得本文教示 的所屬領域的技術人員將認識到屬於如本文中所描述的本 發明的範圍内且本發明可相對於其具有顯著效用的額外實 施方案、修改和實施例以及其它使用領域。 為了促進更全面理解本發明，現參看附圖，在附圖中 相同元件用相同標號來代表。不應將這些圖式解释為限制 本發明，而是這些圖式既定僅為示範性者。 【實施方式】 為了解決與上述方法相關聯的不足之處，介紹用於製 這BPM的新穎技術。在本發明中，所述技術可包含在中 間層上方形成資料存儲層，其中已對所述中間層進行選擇 性處理。可使用各種過程來選擇性地處理所述中間層。在 一個實施例令，可使用粒子或離子植入過程。在其它實施 例中，可使用其它過程。可使用的其它過程的實例可包含 /儿積過程氣體次;又雷射摻雜（gas immersi〇n laser d〇ping， GILD)過程和雷射或其它磁波照射過程。儘管以上過程均 可使用，但本發明出於清楚和簡化的目的而集中於離子植 入過程。然而，所屬領域的技術人員應認識到，本發明不 限於此。 如果使用，則用於離子植入過程的系統可為射束線離 11 201214426. jyouipif 子植入系統；電漿輔助型摻雜（plasma assisted doping， PLAD )或電衆浸沒離子植入（plasma immersion i〇n implantation，Pill)系統；或任何其它質量分析型或非質量 分析型離子植入。另外’還可使用聚焦或非聚焦離子束離 子植入系統。離子或粒子可為帶電或中性亞原子 (sub-atom)、原子或分子離子或粒子。此外，在粒子或離子 植入過程期間所使用的粒子的類型或物質不局限於下文所 描述的那些類型或物質。 除了離子植入過程之外，所述技術還可包含一個或一 個以上用於钱刻或沉積材料的過程。為了執行所述過程， 可使用各種系統。出於方便和清楚的目的，本發明可集中 於錢射沉積或钱刻系統。 參看圖3a和圖3b，繪示根據本發明的一實施例的 BpM (或媒體）300的侧視圖和平面圖。所述圖未必按比 例繪製。如圖3a所說明’媒體3〇〇可尤其包括基底層3〇2、 資料存儲層304和保護層308。如圖所示，資料存儲層3〇4 可安置於基底層302上方。此處，基底層302可為支撐資 料存儲層304的一個或一個以上的層。在一實施例中，基 底層302可包含軟底層（未圖示）。 土 在本實施例中’資料存儲層304可包括多個有源區 304b’其每一者可存儲單個資料位元。如圖訃所示，每一 原區304b藉由分離體304a而彼此隔離。在本發明中， 貢料存儲層304可為單個連續的分離體3〇4a或多個非連續 的分離體片段304a，其包圍每一有源區3〇4b並將每—有 12 201214426. oyouipif 源區304b磁性地予以去耦合。 BPM 300還可包含中間層3〇3。出於清楚和簡化的目 的’本發明描述的中間層303已與基底層302分離。然而， 所屬領域的技術人員將認識到，中間層303可為基底層302 的一部分或形成基底層302的一個層。 本實施例的中間層303可任選地含有改質區（modified region) 303a。如果中間層303含有改質區3〇3a，那麼出 於清楚和簡化的目的，在改質區303a外部的區可為第一區 303b。在本實施例中，分離體3〇4a可安置于改質區303a 上，而有源區304b可安置于第一區303b上。在另一實施 例中，分離體304a可安置于第一區303b上，而有源區304b 可安置于改質區303a上。 如果包含改質區303a，則改質區303a可具有至少一 種不同于第一區303b的性質。在一個實施例中，改質區 303a和第一區303b可具有不同的結構和/或晶體取向。舉 例來5兒，改質區303a和第一區303b中的一者可具有多種 b曰體，而改質區303a和第一區303中的另一者可為非晶態 者。在另一實例中，改質區303a和第一區303b中的一者 可具有具優選取向的晶體或晶種(seeds)，其可充當用於有 源區304b的外延(epitaxial)生長的模板(template)。同時， 改質區303a和第一區303b中的另一者可為非晶態者或實 質上未具優選取向的晶體。在本發明中，優選取向可為實 現或促進有源區304b的外延形成的一個或一個以上的取 向如此，未具優選取向的晶體的區可為非晶態者或可具 13 201214426 3ysuipif 有不充當用於有源區304b的外延生長的模板的晶體。在一 些實施例中，具優選取向的晶體可具有與有源區3〇4b中的 晶體的取向相同的取向。在一些其它實施例中，具優選取 向的晶體可具有一致的取向。 改質區303a與第-區3〇3b之間的另一差異可為物質 (species)的差異。舉例來說，改質區3〇3a可含有第一區3〇孙 中未含有的一種或一種以上的物質。 中間層303可優選地包括鈦㈤、鎂（Mg)或组㈤ 為主的(based)材料，其含有至少一種Ti、Mg* ^物質。 在-實施例中，中間層303可含有Ti物質。在另一實施例 中，中間層303可為含有Mg物質的氧化鎮（_ )。所屬 領域的技?人員將認識到，中間層3〇3可含有其它物質。 在本實施例巾’分軸3()4a可優選地為麵磁性者， 其具有低導雜和_。麵磁材_實例可包含順磁材 料、亞鐵磁材料、反鐵歸料和任何其它非鐵磁或非磁性 材料。優選地，本實施例的分離體304a可為至少含有矽 氧^物質的二氧化石夕（Si〇2)。在另一實施例有中夕 分離體3G4b可為含有其它物質的其它非鐵磁材料。 同時女本實施例的有源區3_可在-個或-個以上 的層二或—種以上的磁性材料。在本實施例中， 有源區，優選地為鐵磁材料。有源區3〇 物為：(C〇)、鎳⑽、鉻(咖 ' 二 而’本發明並不排除具有具高導磁 性和剩磁的其它磁性或鐵礙材料的有源區駡。 201214426 39801pif 當從頂部觀看時’有源區304b可為實質上圓形的或 具有彎曲的邊界（圖3b )。優選地’有源區3〇4b的直徑或 橫截面厚度（當從頂部觀看時）可在約5 nm到約1〇 nm 的範圍内。同時’分離體304a可包圍每一有源區3〇4b且 可具有在約1 nm到約4 nm的範圍内的橫截面厚度（圖 3b)。此厚度範圍是較佳的’因為其可將相鄰的有源區3〇扑 磁性地去麵合以防止其中的自旋(spin)方向彼此影響。也可 使用厚度較小的分離體304a，前提是其能夠充分地將相鄰 的有源區304b去耦合。雖然也可使用厚度較大的分離體 304a ’但其可能不是較佳的，因為此類分離體3〇4b可減小 BPM 300中的有源區304b的密度或數目。 在本實施例中，每一有源區304b可存儲單個資料位

元。藉由其有源區304b和分離體304a，本實施例的BPM 300與其它傳統資料存儲媒體相比可具有較大的資料存儲 容量。 參看圖4a到圖4f ’緣示根據本發明的一實施例的用 於製造BPM 400的技術。如圖4f所說明，本實施例的BpM 4〇〇可尤其包括中間層403、資料存儲層4〇4和保護層 =6。在資料存儲層404中’可存在若干有源區4〇4b，其 每一者藉由分離體404a而彼此隔離。任選地(〇pti〇nally)， 在中間層403中可存在改質區4〇3a。 為了形成圖4f中所繪示的BPM 400，準備中間層403 (圖4a)，其可為或可不為基底層4〇2的一部分。在本實施 例中’中間層403可包括多種具有優選取向的晶體或晶 15 201214426 ^youipif 種。對此中間層403進行選擇性處理，且使中間層* 一部分轉化為改質區403a。 a 的 I使用各種讀來實現對中間層403的選擇性處理。 在-實施例巾’可使用包含餘_案化的微影過程 此過程中’如圖4a所示可將抗㈣層安置於中間屏 403上。此後，可使用已知的圖案化過程（例如電子束1 寫式微影術、遠紫外線微影術或奈米壓印微影術）來對中 間層4〇3的部分進行圖案化並使其暴露（圖A)。接著， Z處理中間層4。3的暴露部分以形成改質區4。3^在其它 貫施例中，可在不使用微影過程的情況下實現對中間層 403的選擇性處理。在一實例中，可使用遮罩(刪幻來選 擇性處理中間層403的部分。在另一實例中，可使用能夠 選擇性處理中間層403的部分的系統來形成具有所要形狀 和尺寸的改質區403a。 在本實施例改質區403a可具有至少一種不同于 第一區403b或中間層403的未暴露的部分的性質。在本實 施例中’改質區403a可為非晶態者或實質上未具優選取向 的晶體。此結構可不同於含有具優選取向的晶體的第一區 403b的結構。 可在本實施例令執行離子植入過程來形成改質區 403a。在其它實施例中，可使用其它過程。在此過程中， 可將離子或粒子422引入到中間層403的暴露部分中以使 暴露區中的晶體非晶化或以其它方式來更改晶體的取向 (圖4c)。如此，可形成改質區4〇3a。在第一區403b中， 201214426 jysuipif 可維持具優選取向的晶體。 可用以形成改質區403a的離子或粒子422可包含帶 電的或中性的亞原子、原子或分子粒子或離子。所選擇的 離子或粒子的物質可優選地包含氫（H)、氮（N)、氦（He)、 氖（Ne)、氬（Ar)和氪（Kr)。在本實施例中，優選不容 易與中間層303中的物質反應的一種或一種以上的惰性物 質。然而’本發明並不排除使用一種或一種以上的反應性 物質。 曰用以形成改質區403a的離子能量可優選地為低能 里、’勺15 KeV或更少《此低能量植入是較佳的，因為所 述能量可允許植入離子或粒子422的濃度在改質區4〇3a 的表面附近達到最大。此外，在此低能量離子植入步驟期 間將不太可此破壞抗蝕劑4〇8或使其降級。然而，本發明 並不排除其它能量。 如果使賴f彡過程’财在形狀質區術之後彩 除抗I虫劑408 (圖4d)。#撰沾a . 、、主 」1交、的疋，對中間層403進行徹;| ΐ 劑4〇8的所有跡線⑽㈣。在-些實齡 過程㈣別2間層彻的少量原子層。此任選的清淡 過矛壬的貫例可包含蝕刻（例如 過程。然而，還可使料它“ a韻刻）和濺射清決 所得的紝媸a Γ 洗或蝕刻過程。如圖4d所示; 間層402。 貝區4〇3a和第一區403b的中 在含有改質區403a 離體404a和有源區404b 的中、間層403上，可形成包括分 的資料存儲層404。在本實施例 201214426. j^ouipif 中，可在改質區403a上形成非鐵磁分離體4〇3a (例如，

Si〇2分離體404a)。同時，可在第一區4〇3b上形成磁性有 源區404b (優選地，鐵磁有源區404b)。在本實施例中， 可同時形成分離體404a和有源區404b。在其它實施例中， 可在單獨步驟中一個接一個地形成分離體4〇4a和有源區 404b。 在本實施例中，可在中間層403附近同時引入可最終 形成有源區404b和分離體4〇4a的物質。舉例來說，可引 入Si和〇以及Co、Ni、Cr和Pt中的至少一者來形成含 有Co、Ni、Cr和Pt中的至少一者的Si〇2分離體5〇4a和 有源區504b。第一區403b中具有優選取向的晶體可充當 模板，且有源區404b可優先地且異質外延地 (hetero-epitaxially)形成于第一區4〇3b上方。同時，具有非 晶結構或實質上未具優選取向的晶體的改質區4〇4f還可 充當用於分離體404a的模板，且分離體4〇4a可形成于改 質區403a上方。在一實施例中，改質區4〇如可為非晶態 者丄且非晶Si〇2分離體4〇4a可形成于改質區4〇3&上。在 本實施例中’可使用濺射沉積過程來形成分離體衡和有 源區404b。在其它實施财，可制其它麵的沉積過 程。因而’可形成包括位於改質區4〇3a上方的分離體 和位於第一區403a上方的有源區的資料存儲層404。 在形成資料存儲層404之後，如圖4f所說明，可沉精 保護層406 (例如，DLC蓋(cap)層406)。 在一些實施例中，可執行任選的後(post)處理過程。任 18 201214426 jyouipif 選的後處理過㈣⑽Μ 在形成分雜她^執行齡_触果心則可 參看圖5a到圖5f，繪示根據本發明的另-實施例的 用於製造BPM 500的另—示範性技術。如圖 本貫施例的BPM 500可尤其包括中間層5〇3、資料存儲層 504和保護層506。在資料存儲層5〇4中，可存在多個有& 區5_ ’其每-者通過分離體篇而彼此隔離。在、 層503中’可存在改質區5〇3a和多個第一區5鶴。 為了形成圖5f所繪示的BpM 5〇〇，準備中間層5的 (圖5a)，其可為或可不為基底層5〇2的一部分。在^實施 例中’中間層503可包括多種具有優選取向的晶體或晶 種。對此中間層503進行選擇性處理，且使中間層的 一部分轉化為改質區503a。 可使用各種過程來實現對中間層5〇3的選擇性處理。 在一實施例中，可使用包含抗蝕劑圖案化的微影過程。在 此過程中，如圖5a所示，可將抗蝕劑層5〇8安置於中間層 邓3上。此後，可使用已知的圖案化過程（例如電子束直 寫式微影術、遠紫外線微影術或奈米壓印微影術）來對中 間層503的一部分進行圖案化並使其暴露（圖5b)。接著， 可處理中間層503的暴露部分以形成改質區503a。在其它 實施例中，可在不使用微影過程的情況下實現對中間層 503的選擇性處理。在一實例中，可使用遮罩來選擇性處 理中間層503的一部分。在另一實例中，可使用能夠選擇 性處理中間層503的一部分的系統來形成具有所要形狀和 19 201214426 iy»uipif 尺寸的改質區503a。 在本發明中’改質區503a可具有至少一種不同于第 一區503b或中間層403的未經處理的部分的性質。在本實 施例中，改質區503a可含有一種或一種以上的額外物質。 如果需要，改質區503a也可具有不同的結構/晶體取向。 舉例來說’改質區503a可為非晶態者或實質上未具優選取 向的晶體。 可在本實施例中使用離子植入過程來引入額外的物 質，且/或更改中間層503的暴露區中的結構/晶體取向， 以形成改質區503a。在其它實施例中’可使用其它過程。 其它過程的實例可包含GILD過程、擴散過程或任何其它 物質的引入過程。出於清楚和簡化的目的，本實施例集中 於執行離子植入過程。然而，所屬領域的技術人員應認識 到’本發明不限於此。 在離子植入過程中’可用以提供額外的物質且/或更改 結構/晶體取向的離子或粒子522可包含帶電的或中性的 亞原子、原子或分子粒子或離子。所選擇的離子或粒子的 物質可優選地包含分離體504b中可含有的一個或一個以 上物質°舉例來說’如果形成Si02分離體504a，則引入以 也成改質區503b的物質可包含矽（si)和/或氧（0)。所 述物質可為優選的’因為所述物質可增強Si02分離體503a 的形成。如果將形成不同於Si02分離體的分離體，則可引 入其它物質。 如果需要的話，還可在分離體5〇4b中可含有的物質 201214426. jy〇\j ipif 被引入之前、期間或之後引入其它物質。所述其它物質可 包含心^犯^七或可更改中間層撕的暴露 部分中的結構/晶體取向的任何其它物質。 用以形成改質區403a的離子能量可優選地為低能 量’約15 KeV或更少。此低能量是有利的，因為所述能 量可允許植入的離子或粒子522的浪度在改質區5咖的表 面附近達到最大。此外，在此低能㈣子植人步驟期間將 不太可能破壞抗蝕劑408或使其降級。然而，本發明並不 排除其它的離子植入能量。 ' 如果使用微影過程來選擇性地形成改質區4〇3a，則可 在形成，質區㈣之後移除抗姓劑5。8 (圖5d)。優選的 疋，進行徹底清洗以移除抗蝕劑508的所有跡線。在一些 實施例中’可甚至移除中間層5〇3的少量原子層。此任^ 的清洗過程的實例可包含#刻過程（例如，原子層姓刻） 和麟清洗過程。—’還可使用其它清洗或^過程。 如圖5d所示，所得的結構可包含基底5〇2以及含有改質區 503a和第一區503b的中間層503。 °° 在含有改質區503a的中間層503上，可形成包括分 離體504a和有源區5G4b的資料存儲層5()4。在本實施例 中’可在改質區503a上形成非鐵磁分離體5()4a (例如， Si〇2分離體5G4a)。同時，可在第—區5上形成磁性有 源區504b’其優選為鐵磁有源區5〇4b。在本實施例中，可 同時=成分雜5G4a和有源區5G4b。在其它實施例中， 可在單獨轉巾—健—舰形成分雜观和有源區 21 201214426 39801pif 504b。 在本實施例中’可在中間層503附近同時引入最終形 成分離體504a和有源區504b的物質。舉例來說，可引入 Si和Ο以及c〇、Ni、Cr和Pt中的至少一者來形成含有 Co、Ni、Cr和Pt中的至少一者的Si〇2分離體5〇4a和有源 區504b。矽和氧可優先地沉積於含有Si和/或〇的改質區 503a上方，且可發生Si〇2分離體5〇如的形成。如果改質 區503a也為非晶態者或實質上未具優選取向的晶體，則所 述結構也可促進在改質區5〇3a上形成非晶Si〇2分離體 5〇4a ^改質區503a將不太可能充當用於形成有源區5〇牝 的模板。如此，有源區504b將不太可能形成于改質區5〇3& 上。有源區504b將改為有可能異質外延地形成于第一 503b上，其含有具優選取向的晶體。 成于第& 在本實施例中，可使用例如濺射沉積過程等沉積過程 形成分離體504a和有源區504b。在其它實施例中，可 使用其它沉積過程。因而，可形成包括位於改質區5〇3& $的分雜篇和位於第_區偷上方的有源區的資 =存儲層504。在形成資料存騎5〇4之後，如圖5f所說 ，可沉積保護層506 (例如，DLC蓋層5〇6)。 在一些實施例中，可執行任選的後處理過程。任選的 理過程的實例可包含敎雜。如果執行，則可在形 成为離體504a之後執行此任選的過程。 參看圖6a到圖6f，繪示根據本發明的另一實施例的 <製造BPM 600的技術。如圖6f所說明，本實施例的 22 201214426 39801pif BPM 600可包括中間層603、資料存儲層6〇4和保護層 606。在資料存儲層604 +，可存在多個有源區祕，其 每一者藉由分離體604a而彼此隔離。在中間層6〇3中，可 存在多個改質區603a。 θ 為了形成圖6f所繪示的ΒΡΜ 600，準備中間層603 (圖6a)，其可為或可不為基底層602的一部分。不同於先 前實施例，本實施例的中間層603可為非晶態者或實質上 未具優選取向的晶體。如此，中間層603可不充當用於有 源區604b的後續之外延形成的模板。對此中間層:〇3進行 選擇性處理，且使中間層603的一部分轉化為^個改質區 603a 〇 可使用各種過程來實現對中間層603的選擇性處理。 在一實施例中，可使用包含抗蝕劑圖案化的微影過程。在 此過程中，如圖6a所示，可將抗蝕劑層6〇8安置於中間層 603上。此後，可使用已知的圖案化過程（例如，電子束 直寫式微影術、迫备、外線微影術或奈米壓印微影術）來對 中間層603的一部分進行圖案化並使其暴露（圖6b)。接 著’可處理中間層603的暴露部分以形成改質區6〇3a。在 其它實施例中，可在不使用微影過程的情;兄下實現對中間 層603的選擇性處理。在一實例中，可使用遮罩來選擇^ 處理中間層603的一部分。在另一實例中，可使用能夠選 擇性處理中間層603的一部分的系統來形成具有所要形狀 和尺寸的改質區603a。 在本發明中’改質區603a可具有至少一種不同于第 23 201214426 ^yeuipif 一區603b或中間層603的未暴露的部分的性質。舉例來 說，改質區603a可具有具優選取向的晶體，而第一區603b 可為非晶態者或實質上未具優選取向的晶體。 為了形成改質區603a，可執行各種過程。在一實施例 中’可將呈閃光燈的脈衝雷射的形式的能量622引入到中 間層603的暴露部分中（圖6c)。在其它實施例中，可經 由其它形式/構件（包含聲子(phonons)、離子和其它粒子） 來引入此》里622。在引入後，能量622立刻可藉由更改中 間層603的暴露區中的材料的結構來形成改質區舉 例來說，能量622可使中間層的暴露部分中的材料從非晶 邊轉憂為具優選取向的晶體。此轉變可在溶化或不溶化的 情況下發生。如果需要，還可使用早先的實施例中所描述 的-種過程來將額外的物質引入到改質區嶋中。舉例來 說，可弓丨人 Η、N、He、Ne、Ar、Kr、C〇、Cr、Ni 和 pt I:質可在能量622引入步驟的期間或之前或之後引 二過程來選擇性地形成改質區·則 i =、=a之後移除抗_ 608 (圖6d)。優選 移除抗_ 608的所有跡線。在-只她例中了甚至移除中間層603的 的清洗過程的實例可包含侧過程 原^層°此任 和前清洗過程。然而，還可使用其它;、先=刻 如圖6C1所示，所得的結構可包含含^暂先祕刻過程 區603b的中間層6〇3。 文質區603a和第 24 201214426 jysuipif 在含有改質區603a的中間層603上，可形成包括八 離體604a和有源區6G4b的資料存儲層6()4。不同; 的實把例’可在改質區6G3a上形成有源區綱b。同時， 可在第-區603b上形成分離體6Q4a。然而，藉以形 源區604b和藉以形成分離體6〇如的過程中的每一 似於早衫施财所贿畴些過程。如此，將省略對妒 成過程的詳細描述。 ^ 在形成資料存儲層6〇4之後，如圖6f所說明，可沉 保護層606 (例如，DLC蓋層6〇6)。在本實施例中，可用 以形成分離體6G4a和有源區祕的雜可包含崎沉積 過程。 如果較佳可執行任選的後處理過程。在此任選的過 程中’可對第-區6G3a進行退火且使其轉化為多晶或單晶 結構中的-者。如果包含任制後處料程，則可在沉積 該分離體604a之後執行所述過程。 本發明揭示了用於製造BPM的新穎技術。在若干實 施例^，對位於資料存儲層下方的層進行處理。另外，在 幵^成資料存儲層之前處理所述層。所述實施例提供較用於 製造BPM的傳統技術更有利的若干優點。不同于傳統技 術，在形成資料存儲層之後可能不必進行平坦化。另外， 可能需要較低的離子植人劑量和較低的能量。由於所述優 點’本發明的技術可具有較高的處理量和較低的成本。 本發明的範圍不應受本文中所描述的具體實施例限 制。貫際上，除了本文中所描述的實施例之外，所屬頜域 25 201214426 39801pif 的技術人員將由前述描述和附圖中容易明白本發明的盆它 各種實施例和對本發明的修改。因此，所述其它實施例和 修改既定成屬於本發明的範圍内。另外，雖狹本文中在特 定環境中出於特定目的進行特定實施的上下^中描述了本 發明，但所屬領域的技術人員將認識到，其有效性不限於 此且本發明可有利地在任何數目的環境令出於任何數目的 目的來實施。因此，下文巾所陳述的中請專職圍應馨於 如本文中所描述的本發明的全部範圍和精神來理解。 【圖式簡單說明】 圖la到圖if說明用於製造BpM的傳統技術。 圖2a到圖2e說明用於製造BPM的另一傳統技術。 圖3a和圖3b說明根據本發明的一實施例的示範性 BPM。 圖4a到圖4f說明根據本發明的一實施例的用於製造 BPM的示範性技術。 圖5a到圖5f說明根據本發明的另一實施例的用於製 造BPM的另一示範性技術。 圖6a到圖6f說明根據本發明的另一實施例的用於製 造BPM的另一示範性技術。 【主要元件符號說明】 :位元圖案化媒體 102 ·基底 103 :中間層 104 :資料存儲層 26 201214426 39801pif 104a :分離體 104b .有源區 106 :保護層 108 :抗蝕劑層 122 :反應性離子 204 :資料存儲層 204a :分離體 204b .有源區 222 :離子 300 :位元圖案化媒體 302 :基底層 303 :中間層 303a :改質區 303b :第一區 304 :資料存儲層 304a :分離體 3 04b :有源區 400 :位元圖案化媒體 402 :基底層 403 :中間層 403a :改質區 403b :第一區 404 :資料存儲層 404a :分離體 27 201214426. ^ U\J 1 pif 404b :有源區 406 :保護層/DLC蓋層 408 :抗蝕劑層 422 :離子或粒子 500 :位元圖案化媒體 502 :基底層 503 :中間層 503a :改質區 503b :第一區 504a :分離體 504b ·有源區 506 :保護層 508 :抗蝕劑層 522 :離子或粒子 600 :位元圖案化媒體 602 :基底層 603 :中間層 603a :改質區 603b :第一區 604a :分離體 604b .有源區 606 :保護層 608 :抗蝕劑層 622 :能量 28

Claims (1)

1. 201214426. 七、申請專利範圍： 形成中卩^，胃魏11的方法，賴方法包括： -區，其中所述㈣，中間層包括彼此鄰近的改質區和第 性質； 負區和所述第一區具有至少一種不同的 有源區;斤::間層的所述第-區上沉積磁性物質以形成 成分2述中間層的所述改f區上沉積非鐵磁物質以形 根據巾請專利範圍第 一區和所述改質區具有不_結構。 第 -區^ ϋ申請專利範圍第2項所述的方法，其中所述第 。二：由或一種以上晶體，且所述改質區為非晶態者。 -區勺申轉利範11第2項所述的方法，其中所述第 ^ △種或種以上具優選取向的晶體，且所述改質 ^為非晶態者。 一。5.根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中所述第 一區為非晶態者’且所述改質區包括一種或—種以上晶體。 6. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述中 間層具有Mg、Ta和Ti中的至少一者。 7. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，1中所述分 離體包括Si02。 、丫狀刀 8. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述改 質區和所述第一區具有至少一種不同的物質。 29 201214426 39801pif 9. 根據申請專利範圍第i項所述的方法，其中所述改 質區和所迷分離體具有至少—種共同的物質/、 10. 根據中請專利範圍第9項所述的方法，其中所述 至少一種共同的物質為Si。 u.根攄申請專利範圍第1項所述的方法，其進-步 包括： 在形成所述有源區和所述分離體之前_所述中間 層的表面。 12.根據申請專利範㈣丨項所述的方法，其中藉由 離子植入來形朗述中間層的所述改質區。 第12項所賴綠，其中以 eV或更λ!、的&讀執行所賴子植入。 14 a由種&成貝料存儲媒體的方法，所述方法包括： 形門層’所述中間層包括彼此鄰近的改質區和第 ^ 所述改質區和所述第—區具有至少一種不同的 *Γ生質， 在所述中間層的所述第 有源區；以及 一區上沉積磁性物質以形成 杰八ΐ二述Γ間層的所述改質區上沉積非鐵磁物質以形 刀-’、中同時形成所述有源區和所述分離體。 第一區5勹5據申凊專利範圍第14項所述的方法，其中所述 °°匕一種或一種以上晶體，且所述改質區為非晶態 第據申清專利範圍第14項所述的方法，其中所 °°匕一種或—種以上具優選取向的晶體，且所述 30 201214426 iysuipif 質區為非晶態者。 17.根據申請專利範圍第14項所述的方法， 離子植入來形成所述改質區。 ，、甲稭由 18·根據申請專利範圍第17項所述的方法， 15 keV或更小的能量來執行所述離子植入。 /、 I9·根據申請專利範圍第M項所述的方法， 改質區和所述分離體含有si ^ 八甲斤述 20· —種資料存儲媒體，其包括： 中間層，其具有改質區和多個第—區， 區和所述第一區具有至少-種不同的性質/、中所返改質 有源區，其形成於所述中間層的所 有源區含有磁性材料；以及 第一區上，所述 、刀離體，其形成於所述改質區上， 鐵磁材料。 斤返为離體含有非 體 體 根據申請專利範圍第2〇項 二中所述中間層包括Mg ' Ta和Ti中的料存餘媒 + =申請翻範圍第21 τ °月專利乾圍第21項所沖从一，香0 體’其中所述分離體包括叫。項所述的-貝料存錯媒 24·根據申請專利範 體’其中所逑第一區包括 項所述的資料存儲媒 改質區為非晶態者。 或—種以上的晶體，且所^ 體，:5中請專利範圍第20項所述 、中所迷改質區和所述第 =的讀存錯媒 昇有不同的物質。 31