[go: up one dir, main page]

KR100842897B1 - 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법 - Google Patents

강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100842897B1
KR100842897B1 KR1020070009122A KR20070009122A KR100842897B1 KR 100842897 B1 KR100842897 B1 KR 100842897B1 KR 1020070009122 A KR1020070009122 A KR 1020070009122A KR 20070009122 A KR20070009122 A KR 20070009122A KR 100842897 B1 KR100842897 B1 KR 100842897B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ferroelectric
layer
hdd
hard disk
disk drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020070009122A
Other languages
English (en)
Inventor
김용관
홍승범
정주환
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070009122A priority Critical patent/KR100842897B1/ko
Priority to US12/021,390 priority patent/US20080180985A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100842897B1 publication Critical patent/KR100842897B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/02—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using ferroelectric record carriers; Record carriers therefor

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 유리 기판상에 강유전체 미디어를 증착하여, 표면에 균일한 막을 형성하고 데이터 기록 밀도(density)를 향상시키며, 미디어 제조 원가를 다운(down)시킬 수 있다. 또한, 실리콘 기판 이용시 발생하는 공정상의 문제를 제거할 수 있는 효과가 있다.
이를 구현한 본 발명에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법은, (a) 유리 기판상에 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중 어느 하나를 사용한 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층을 형성하는 단계와; (b) 상기 뉴클리에이션 템플릿 층 상에 전도층을 형성하는 단계와; (c) 상기 전도층 상에 강유전체 층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 강유전체 층 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함한다.
강유전체, 하드디스크드라이브, 미디어, 유리 기판, 뉴클리에이션 템플릿

Description

강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법{STRUCTURE OF FERROELECTRIC MEDIA FOR FERROELECTRIC HDD AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 강유전체 미디어 구조를 나타낸 도면으로서,
도 1a는 실리콘 기판을 이용한 강유전체 미디어 구조이고,
도 1b는 단결정기판을 이용한 강유전체 미디어 구조이고,
도 1c는 유리기판을 이용한 강유전체 미디어 구조이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도 3은 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 순서도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도 5은 제 2 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 순서도
도 6은 유리 기판상에 증착된 강유전체 미디어와 HDD 구동장치의 리드(Read)/라이트(Write) 헤드를 나타낸 도면
도 7a는 본 발명의 제 1 실시 예에 의해 유리기판/뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template)(Ta)/전도층(Pt)/강유전체(PbTiO3)로 구성된 강유전체 미디어의 X-레이(ray) 디플렉션 패턴(diffraction pattern)을 나타낸 도면
도 7b는 본 발명의 제 2 실시 예에 의해 유리기판/전도층(Pt)/강유전체(PbTiO3)로 구성된 강유전체 미디어의 X-레이(ray) 디플렉션 패턴을 나타낸 도면
도 8 내지 도 10은 탄탈늄(Ta)이 코팅된 유리 기판상에 성장한 강유전체(PbTiO3)의 PFM 결과를 나타낸 확대 사진도 및 라인 프로파일을 나타낸 도면
[ 도면의 주요 부호에 대한 설명 ]
100, 200 : 유리 기판상에 증착된 강유전체 미디어 구조
110, 210 : 유리 기판(Glass substrate)
120 : 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층
130, 230 : 전도층(Conducting Layer)
140, 240 : 강유전체 층(Ferroelectric Layer)
150, 250 : DLC(Diamond Like Carbon)층
160, 260 : 윤활제(Lubricant) 층
300 : 하드디스크드라이브(HDD) 전기 구동장치
310 : R(Read)/W(Write) 헤드
본 발명은 강유전체(Ferroelectric) HDD(Hard Disk Drive)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 유리 기판상에 강유전체 미디어를 증착하여, 표면에 균일한 막을 형성하고 데이터 기록 밀도(density)를 높인 강유전체 HDD용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하드디스크드라이브(HDD)는 자성체로 코팅된 원판형 알루미늄 기판에 자료를 저장할 수 있도록 만든 보조기억장치의 한 종류이다. 하드디스크드라이브(HDD)는 시장을 이미 형성하고 있는 데이터 스토리지(Data storage) 기술로 그 구동 메카니즘(Mechanism)은, 수십 년간의 역사에서 알 수 있듯이 기계적인 운동을 하는 디바이스(device)로는 가장 진보된 기술이라 할 수 있다. 반면에 2002년가지 매년 100% 증가하던 제품기록밀도가 2003년 이후 28%로 둔화 추세를 보이고 있다.
수직자기기록(Perpendicular Magnetic Recording: PMR) 미디어(media) 개발 등이 이루어지더라도 500Gb/in2 정도를 달성할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 한계를 극복하기 위한 차세대 기술 연구로 패턴된 미디어(Patterned Media), HAMR(Heat-Assisted Magnetic Recording), 프로브(Probe) 중심으로 진행되고 있다.
이중 데이터 스토리지(Data storage)를 기반으로 한 프로브(probe) 개발은 소형 대용량 데이터 스토리지에 대한 필요를 충족시키기 위해서 시작되었으며, IBM의 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 운동하여 수천 개의 프로브 헤드가 미디어 위를 움직이며 리드(Read)/라이트(Write)를 하도록 하고 있다. 이 경우 수천 개의 프로브 헤드에 독립적으로 라이팅 신호(writing signal)을 인가해 주어야 하고, 리딩(reading) 시 각각의 프로브에서 나오는 신호를 독립적으로 처리해주어야 하는 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 HDD의 구동 메카니즘(mechanism)과 강유전체 미디어(Ferroelectric media)를 이용하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)의 개념이 요구된다. 이를 위해서는 강유전체 미디어 제작 방법의 확보가 필수적이다.
도 1에서와 같이, 기존 제시된 강유전체 미디어(ferroelectric media) 구조로는 크게 3가지가 있다. 그 중 실리콘(Si) 기판을 이용할 경우(도 1a), 미디어로서의 강유전체 층(ferroelectric layer)을 확보하기 위한 다층구조가 필요하고, HDD 미디어로 사용하기 위한 레이저(Laser) 가공 또는 드라이 에칭(dry etching) 공정의 추가로 비용(cost)이 상승하여 가격 경쟁력이 떨어지는 단점이 있다. 그리고, 단결정 기판을 이용할 경우(도 1b), 강유전체 층의 물성의 대면적화 및 단결정 기판의 높은 가격으로 가격 경쟁력이 떨어진다. 이에 반해, 유리(Glass) 기판을 활용할 경우(도 1c), 가격 경쟁력 있는 미디어 확보가 가능해진다. 하지만, 선행연구에서 진행된 연구 결과는 구조적으로 본 발명과 유사하나, 다결정 후막에서의 매크 로(Macro)한 물성에 대한 기초적인 선행 연구로[Source: Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 40(2001) pp. 5511-5517], 마이크로(Micro)한 강유전체 도메인 사이즈(ferroelectric domain size) 및 표면 포텐셜(surface potential)에 대한 물성을 최대화하기 위한 우선 배향성(prefer orientation)을 갖는 박막 구조 및 제조 방법에 대한 내용은 전무한 상태이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 상기와 같은 HDD의 구동 메카니즘(mechanism)과 강유전체 미디어(ferroelectric media)의 가격경쟁력을 높이기 위한 새로운 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 유리 기판상에 강유전체 미디어를 증착함으로써, 표면에 균일한 막을 형성할 수 있고 데이터 기록 밀도(density)를 높일 수 있는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 미디어 제조 원가를 다운(down)시킬 수 있는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법은, (a) 유리 기판상에 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중 어느 하나를 사용한 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층을 형성하는 단계와; (b) 상기 뉴클리에이션 템플릿 층 상에 전도층을 형성하는 단계와; (c) 상기 전도층 상에 강유전체 층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 강유전체 층 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법은, (a) 유리 기판상에 10nm부터 100nm까지의 두께로 전도층을 형성하는 단계와; (b) 상기 전도층 상에 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 50nm 이하의 두께로 강유전체층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 강유전체 층 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 상온에서 스퍼터링(sputtering) 증착 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 한다.
상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 100W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1 내지 20m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 한다.
상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 10nm 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 백금(Pt)을 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 300℃ 내지 500℃의 고온에서 스퍼터링(sputtering) 증착 장비를 이용하여 증착한 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 50W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1 내지 20m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 10nm부터 100nm까지의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 450℃ 내지 650℃의 고온에서 펄스 레이저 증착(Pulsed laser depostion) 장비를 이용하여 증착한 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 50W 이하의 고주파 전원과 100%의 산소(O2) 상태에서 10 내지 200m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 50nm 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조는, 유리 기판상에 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중 어느 하나를 사용하여 적층된 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층과; 상기 뉴클리에이션 템플릿 층 상에 적층된 전도층과; 상기 전도층 상에 적층된 강유전체 층; 및 상기 강유전체 층 상에 순차적으로 적층된 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다른 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조는, 유리 기판상에 10nm부터 100nm까지의 두께로 적층된 전도층과; 상기 전도층 상에 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 50nm 이하의 두께로 적층된 강유전체층; 및 상기 강유전체 층 상에 순차적으로 적층된 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 10nm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 백금(Pt)을 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 전도층은 10nm부터 100nm까지의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 강유전체 층은 50nm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
따라서, 유리 기판상에 강유전체 미디어를 증착함으로써, 표면의 균일한 막을 형성할 수 있고 데이터 기록 밀도(density)를 높일 수 있을 뿐만 아니라 미디어 제조 원가를 다운(down)시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 이때, 도면에 도시된 그림은 설명의 편의상 실제보다 과장되게 도시된 것이다.
제 1 실시 예
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 3은 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
먼저, 본 발명은 강유전체 HDD에 활용하기 위해 리드(Read)/라이트(Write) 헤드 부분과 도 2e와 같이 증착된 강유전체 미디어를 사용하여 구현하는 것이 핵심이다.
물론 다결정 강유전체 박막의 증착도 가능하지만 이 경우 HDD와 같이 헤드가 미디어 표면에 부상하기 위한 매우 균일한 단면 평활도가 필요한데, 다결정의 경우 균일한 막 형성이 어렵고 박막(thin film)에서는 강유전체 물성을 확보하기 힘들기 때문에 고 밀도(high density) 구현에 단점을 가지고 있다.
이를 극복하기 위해 본 발명에서는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 유리기판(110) 상에 수 nm의 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층(120)을 상온에서 스퍼터링(sputtering)을 포함한 일반적인 증착 장비를 이용하여 증착한다.
여기서, 상기 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층(120)은 탄탈 륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr) 등을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중에서 어느 하나를 사용하여 10nm 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 공정 조건은 100W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1 내지 20m 토르(Torr)의 압력으로 진행하는 것이 바람직하다(도 3의 단계 S100).
그 다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층(120) 상에 수십 nm의 우선 배향성 전도층(prefer orientated conducting layer)(130)을 고온(300∼500℃)에서 스퍼터링을 포함한 일반적인 증착 장비를 이용하여 증착한다.
상기 우선 배향성 전도층(130)은 백금(Pt) 등을 사용하여 10nm 내지 100nm 이하의 두께로 증착하는 것이 바람직하다. 이때, 공정 조건은 1∼50W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1∼20m 토르(Torr)의 압력에서 증착 공정을 진행하는 것이 바람직하다(도 3의 단계 S110).
그 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 우선 배향성 전도층(130) 상에 HDD 미디어에 적용 가능한 우수한 강유전체 물성특성을 보유한 우선 배향성 강유전체(prefer orientated ferroelectric) 층(140)을 고온(450∼650℃)에서 펄스 레이저 증착(pulsed laser depostion)을 포함한 일반적인 증착 장비를 이용하여 증착한다.
이때, 상기 우선 배향성 강유전체 층(140)은 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중 어느 하나를 이용하여 50nm 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 공정 조건은 1∼50W 이하의 고주파 전원과 100%의 산소(O2) 상태에서 10 내지 200m 토르(Torr)의 압력으로 증착 공정을 진행한다(도 3의 단계 S120).
그 다음, 도 2d 및 도 2e에 도시한 바와 같이, 상기 우선 배향성 강유전체 층(140) 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층(150) 및 윤활제(Lubricant)층(160)을 순차적으로 적층하여 상기 유리기판(110)상에 증착된 강유전체 미디어(100)를 완성한다(도 3의 S130 내지 S140).
그 다음, 기존의 HDD 헤드(Head) 제조 공정과 같은 방법으로, 상기 유리기판(110) 상에 증착된 강유전체 미디어(100)와 HDD 구동장치에 리드(Read)/라이트(Write) 헤드(310)를 조합하여 강유전체 HDD를 제작한다(도 6 참조).
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조는 도 2e에 도시한 바와 같이, 유리기판(Glass substrate)(110) 상에 적층된 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층(120)과, 상기 뉴클리에이션 템플릿 층(120) 상에 적층된 우선 배향성 전도층(130)과, 상기 우선 배향성 전도층(130) 상에 적층된 우선 배향성 강유전체 층(140)과, 상기 우선 배향성 강유전체 층(140) 상에 순차적으로 적층된 DLC층(150) 및 윤활제 층(160)을 포함하여 구성한다.
제 2 실시 예
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 5은 제 2 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 유리기판 (210)상에 수십 nm의 우선 배향성 전도층(prefer orientated conducting layer)(230)을 고온(300∼500℃)에서 스퍼터링을 포함한 일반적인 증착 장비를 이용하여 증착한다.
상기 우선 배향성 전도층(230)은 백금(Pt) 등을 사용하여 10nm 내지 100nm 이하의 두께로 증착하는 것이 바람직하다. 이때, 공정 조건은 1∼50W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1∼20m 토르(Torr)의 압력에서 증착 공정을 진행하는 것이 바람직하다(도 5의 단계 S200).
그 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 우선 배향성 전도층(230) 상에 HDD 미디어에 적용 가능한 우수한 강유전체 물성특성을 보유한 우선 배향성 강유전체(prefer orientated ferroelectric) 층(240)을 고온(450∼650℃)에서 펄스 레이저 증착(pulsed laser depostion)을 포함한 일반적인 증착 장비를 이용하여 증착한다.
이때, 상기 우선 배향성 강유전체 층(240)은 PbTiO3, PZT, PLT, BLT, BST, SBT를 포함한 강유전체 중 어느 하나를 이용하여 50nm 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 공정 조건은 1∼50W 이하의 고주파 전원과 100%의 산소(O2) 상태에서 10 내지 200m 토르(Torr)의 압력으로 증착 공정을 진행한다(도 5의 단계 S210).
그 다음, 도 4c 및 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 우선 배향성 강유전체 층(240) 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층(250) 및 윤활제(Lubricant)층(260)을 순차적으로 적층하여 상기 유리기판(210)상에 증착된 강유전체 미디어(200)를 완성한다(도 5의 S220 내지 S230).
그 다음, 기존의 HDD 헤드(Head) 제조 공정과 같은 방법으로, 상기 유리기판(210) 상에 증착된 강유전체 미디어(200)와 HDD 구동장치에 리드(Read)/라이트(Write) 헤드(310)를 조합하여 강유전체 HDD를 제작한다(도 6 참조).
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조는 도 4d에 도시한 바와 같이, 유리기판(210) 상에 적층된 우선 배향성 전도층(230)과, 상기 우선 배향성 전도층(230) 상에 적층된 우선 배향성 강유전체 층(240)과, 상기 우선 배향성 강유전체 층(240) 상에 순차적으로 적층된 DLC층(250) 및 윤활제 층(260)을 포함하여 구성한다.
도 6은 유리 기판상에 증착된 강유전체 미디어와 HDD 구동장치의 리드(Read)/라이트(Write) 헤드(310)를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 유리 기판상에 증착된 강유전체 미디어(100 또는 200)와 HDD 구동장치에 리드(Read)/라이트(Write) 헤드(310)를 조합하여 구성하는 것을 기본으로 한다. 도시한 바와 같이, 상기 강유전체 미디어(100 또는 200)의 구조는 적용하는 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층과 전 도층 및 강유전체 층의 조합에 따른 구성에 따라 다양하게 구성할 수 있다.
도 6에서 a 부분은 강유전체 미디어(100)에 데이터를 리드(Read)/라이트(Write) 하는 리드(Read)/라이트(Write) 헤드(310) 부분을 나타낸 것이고, b 부분은 강유전체 미디어(100 또는 200)를 설명하기 위해 트랙 부분을 표시한 것이다.
도 7a는 본 발명의 제 1 실시 예에 의해 유리기판/뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template)(Ta)/전도층(Pt)/강유전체(PbTiO3)로 구성된 강유전체 미디어의 X-레이(ray) 디플렉션 패턴(diffraction pattern)을 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명의 제 2 실시 예에 의해 유리기판/전도층(Pt)/강유전체(PbTiO3)로 구성된 강유전체 미디어의 X-레이(ray) 디플렉션 패턴을 나타낸 도면이다.
그리고, 도 8 내지 도 10은 뉴클리에이션 템플릿(Ta)이 코팅된 유리 기판상에 성장한 PbTiO3의 PFM 결과를 나타낸 확대 사진도 및 라인 프로파일(Line profile)을 나타낸 도면으로, 강유전체 매체에 데이터를 리드(read)/라이트(write) 가능함을 보여준다.
도 7a에 나타낸 바와 같이, 상기의 증착 조건에서 111-우선 배향성(prefer orientation)을 갖는 강유전체 미디어(PbTiO3)의 증착을 성공하였으며, 도 8 내지 도 10에서 보는 바와 같이, 균일한 표면 균일도(roughness: 1.56nm)를 가지며 수십 nm 두께(예를 들어, 30∼40nm)에서도 데이터 리드(read)/라이트(write)가 가능하여 강유전체 HDD의 미디어로서 활용 가능한 수준의 강유전체 물성 특성을 보여 주고 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 유리 기판상에 강유전체 미디어를 증착함으로써, 표면의 균일한 막을 형성할 수 있고 데이터 기록 밀도(density)를 높일 수 있다.
또한, 기존의 HDD 플랫폼(platform)을 그대로 사용할 수 있기 때문에 추가 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유리 기판을 사용하여 강유전체 미디어를 제조하기 때문에 미디어 제조 원가를 다운(down)시킬 수 있으며, 실리콘 기판 이용시 발생하는 공정상의 문제를 제거할 수 있다.

Claims (22)

  1. 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법에 있어서,
    (a) 유리 기판상에 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중 어느 하나를 사용한 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층을 형성하는 단계와;
    (b) 상기 뉴클리에이션 템플릿 층 상에 전도층을 형성하는 단계와;
    (c) 상기 전도층 상에 강유전체 층을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 강유전체 층 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  2. 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법에 있어서,
    (a) 유리 기판상에 10nm부터 100nm까지의 두께로 전도층을 형성하는 단계와;
    (b) 상기 전도층 상에 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 50nm 이하의 두께로 강유전체층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 강유전체 층 상에 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 상온에서 스퍼터링(sputtering) 증착 장비를 이용하여 증착하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 뉴클리에이션 템플릿 층은:
    100W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1 내지 20m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 10nm 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전도층은 백금(Pt)을 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전도층은 300℃ 내지 500℃의 고온에서 스퍼터링(sputtering) 증착 장비를 이용하여 증착한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도층은 50W 이하의 고주파 전원과 100%의 아르곤(Ar) 상태에서 1 내지 20m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도층은 10nm부터 100nm까지의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 450℃ 내지 650℃의 고온에서 펄스 레이저 증착(Pulsed laser depostion) 장비를 이용하여 증착한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 50W 이하의 고주파 전원과 100%의 산소(O2) 상태에서 10 내지 200m 토르(Torr)의 압력으로 증착하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 50nm 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 제조 방법.
  15. 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조에 있어서,
    유리 기판상에 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr)을 포함한 뉴클리에이션 템플릿 중 어느 하나를 사용하여 적층된 뉴클리에이션 템플릿(Nucleation Template) 층과;
    상기 뉴클리에이션 템플릿 층 상에 적층된 전도층과;
    상기 전도층 상에 적층된 강유전체 층; 및
    상기 강유전체 층 상에 순차적으로 적층된 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  16. 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조에 있어서,
    유리 기판상에 10nm부터 100nm까지의 두께로 적층된 전도층과;
    상기 전도층 상에 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 50nm 이하의 두께로 적층된 강유전체층; 및
    상기 강유전체 층 상에 순차적으로 적층된 DLC(Diamond Like Carbon)층 및 윤활제층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 뉴클리에이션 템플릿 층은 10nm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  19. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 전도층은 백금(Pt)을 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 전도층은 10nm부터 100nm까지의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 PbTiO3, Pb(Zi,Ti)O3[PZT], (Pb,La)TiO3[PLT], BiLaTiO계 물질[BLT], (Ba,Sr)TiO3[BST], SrBiTaO계 물질[SBT]을 포함한 강유전체 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 강유전체 층은 50nm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조.
KR1020070009122A 2007-01-29 2007-01-29 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법 Expired - Fee Related KR100842897B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070009122A KR100842897B1 (ko) 2007-01-29 2007-01-29 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법
US12/021,390 US20080180985A1 (en) 2007-01-29 2008-01-29 Ferroelectric media structure for ferroelectric hard disc drive and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070009122A KR100842897B1 (ko) 2007-01-29 2007-01-29 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100842897B1 true KR100842897B1 (ko) 2008-07-03

Family

ID=39667772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070009122A Expired - Fee Related KR100842897B1 (ko) 2007-01-29 2007-01-29 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080180985A1 (ko)
KR (1) KR100842897B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011165711A (ja) * 2010-02-04 2011-08-25 Toshiba Corp 半導体記憶装置
US10283146B2 (en) * 2017-06-06 2019-05-07 Western Digital Technologies, Inc. System and method for reading data recorded on ferroelectric storage medium by means of a near-field transducer
CN113643738B (zh) * 2021-08-09 2023-06-09 湘潭大学 一种铁电薄膜材料存储介质的硬盘式存储器及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110676A (en) 1989-07-07 1992-05-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic recording medium incorporating metallic magnetic thin film
JPH06309656A (ja) * 1993-04-20 1994-11-04 Ricoh Co Ltd 磁気記録媒体
JPH07254125A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録媒体及びその製造方法
KR970023256A (ko) * 1995-10-20 1997-05-30 김광호 하드디스크 드라이브의 디스크 장치
US5777977A (en) * 1995-08-23 1998-07-07 Sony Corporation Recording and reproducing apparatus
JPH117657A (ja) 1997-04-21 1999-01-12 Hitachi Maxell Ltd 光記録媒体、光ヘッド及び光記録装置
JP2002230739A (ja) 2001-02-02 2002-08-16 Hitachi Ltd 磁気記録媒体およびその製造方法、これを用いた磁気記録装置
JP2003281793A (ja) 2002-03-26 2003-10-03 Pioneer Electronic Corp 誘電体記録媒体とその製造方法及びその製造装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985404A (en) * 1996-08-28 1999-11-16 Tdk Corporation Recording medium, method of making, and information processing apparatus
US6190963B1 (en) * 1999-05-21 2001-02-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Composite iridium-metal-oxygen barrier structure with refractory metal companion barrier and method for same
US6312819B1 (en) * 1999-05-26 2001-11-06 The Regents Of The University Of California Oriented conductive oxide electrodes on SiO2/Si and glass
KR100504062B1 (ko) * 2000-04-20 2005-07-27 가부시끼가이샤 도시바 스퍼터 타겟, 배리어막 및 전자 부품
US6495413B2 (en) * 2001-02-28 2002-12-17 Ramtron International Corporation Structure for masking integrated capacitors of particular utility for ferroelectric memory integrated circuits
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
KR100552701B1 (ko) * 2003-11-24 2006-02-20 삼성전자주식회사 전하-쌍극자가 결합된 정보 저장 매체 및 그 제조 방법
KR100590580B1 (ko) * 2005-03-21 2006-06-19 삼성전자주식회사 패턴된 강유전체 미디어의 제조방법
US7541105B2 (en) * 2006-09-25 2009-06-02 Seagate Technology Llc Epitaxial ferroelectric and magnetic recording structures including graded lattice matching layers
KR100905713B1 (ko) * 2007-02-06 2009-07-01 삼성전자주식회사 나노결정을 이용한 정보저장매체 및 그 제조방법과,정보저장장치
KR100851982B1 (ko) * 2007-02-23 2008-08-12 삼성전자주식회사 강유전체 나노도트를 포함하는 강유전체 정보저장매체 및그 제조방법
KR20080090932A (ko) * 2007-04-06 2008-10-09 삼성전자주식회사 강유전체 하드디스크 장치
US20080310052A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for a ferroelectric disk and ferroelectric disk drive
US7626846B2 (en) * 2007-07-16 2009-12-01 Nanochip, Inc. Method and media for improving ferroelectric domain stability in an information storage device
KR20090074396A (ko) * 2008-01-02 2009-07-07 삼성전자주식회사 강유전체를 이용한 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를채용한 정보저장장치
KR20090093660A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 삼성전자주식회사 강유전체 기록매체 및 그의 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110676A (en) 1989-07-07 1992-05-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic recording medium incorporating metallic magnetic thin film
JPH06309656A (ja) * 1993-04-20 1994-11-04 Ricoh Co Ltd 磁気記録媒体
JPH07254125A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録媒体及びその製造方法
US5777977A (en) * 1995-08-23 1998-07-07 Sony Corporation Recording and reproducing apparatus
KR970023256A (ko) * 1995-10-20 1997-05-30 김광호 하드디스크 드라이브의 디스크 장치
JPH117657A (ja) 1997-04-21 1999-01-12 Hitachi Maxell Ltd 光記録媒体、光ヘッド及び光記録装置
JP2002230739A (ja) 2001-02-02 2002-08-16 Hitachi Ltd 磁気記録媒体およびその製造方法、これを用いた磁気記録装置
JP2003281793A (ja) 2002-03-26 2003-10-03 Pioneer Electronic Corp 誘電体記録媒体とその製造方法及びその製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20080180985A1 (en) 2008-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9530445B1 (en) Perpendicular heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with a perovskite oxide intermediate layer
US7955723B2 (en) Magnetic recording medium substrate and perpendicular magnetic recording medium
US20090168238A1 (en) Information storage medium using ferroelectric, method of manufacturing the same, and information storage apparatus including the same
JP4467116B2 (ja) 磁気記録媒体
US9754618B1 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium including a split heat-sink structure (SHSS)
CN100411019C (zh) 磁记录介质及其制造方法、以及用于磁记录介质的中间体
US9697859B1 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium including a bi-layer that enables use of lower laser current in write operations
JPH1196534A (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法ならびに磁気ディスク装置
CN104021801A (zh) 用于硬盘驱动器的垂直记录介质
KR100842897B1 (ko) 강유전체 하드디스크드라이브용 강유전체 미디어 구조 및그 제조 방법
US20090226606A1 (en) Manufacturing method of a perpendicular magnetic recording medium
US9007713B2 (en) Medium, method of fabricating a medium, recording system and method of controlling a recording system
KR20080103457A (ko) 수직 자기 기록 매체, 그 제조 방법 및 자기 기억 장치
JP4207769B2 (ja) 垂直磁気記録媒体およびその製造方法
CN101546563A (zh) 磁记录介质和磁记录装置
US9183865B1 (en) Patterned perpendicular magnetic recording medium with ultrathin noble metal interlayer
US9177598B2 (en) Device, method of fabricating a media and method of servo writing
KR100464318B1 (ko) 자기기록매체
US6909674B2 (en) Thermally assisted magnetic write head system utilizing multilayer thermal barrier coatings
US10276199B1 (en) High thermal gradient heatsink for heat assisted magnetic recording media
CN100550137C (zh) 磁记录介质的基底、磁记录介质以及磁记录和再现装置
JP5030935B2 (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置
JP2008305466A (ja) 磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録再生装置
WO2003083842A1 (fr) Support d'enregistrement magnetique vertical, enregistreur magnetique comportant un tel support, procede de fabrication de support magnetique vertical, et appareil de fabrication de support magnetique vertical
KR100379415B1 (ko) 강유전체 기록 매체 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20070129

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20071220

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20080530

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20080625

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20080626

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110531

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120608

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120608

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130611

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130611

Start annual number: 6

End annual number: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20150509