(57)【要約】【課題】磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】前記基板と、前記基板上に形成され、前記基板に接する下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる複数の磁性体ドットと、前記基板上に形成され、前記磁性体ドットの間で前記磁性体ドットを隔離させる非磁性体領域と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体である。基板上に鋳型層を形成する工程と、前記鋳型層をパターニングして、前記鋳型層に下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる空間を形成するパターンを形成する工程と、前記空間に磁性体物質を満たして磁性体ドットを形成する工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。【選択図】図１
2008146809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、前記基板に接する下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる複数の磁性体ドットと、
前記基板上に形成され、前記磁性体ドットの間で前記磁性体ドットを隔離させる非磁性体領域と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記ドットは、円錐台状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記ドットは、角錐台状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記ドットの上部面の面積は、前記ドットの下部面の面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記ドットの下部面の面積に対する上部面の面積の相対比は、０．９以下であることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記ドットの下部面の面積に対する上部面の面積の相対比は、０．１ないし０．５であることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記ドットの上部面の面積は、前記ドットの下部面の面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記ドットの上部面の面積に対する下部面の面積の相対比は、０．９以下であることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記ドットは、コーン状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記磁性体ドットは、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３である物質で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記ドット物質は、ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴｂ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＣｏＦｅＴｂ，ＣｏＦｅＧｄ，ＣｏＦｅＤｙ，ＣｏＦｅＨｏ及びＣｏＦｅＮｂからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記ドットは、磁気異方性定数の異なる第１磁性体と第２磁性体とが積層されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記ドットは、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３である第１磁性体が、磁気異方性定数が１０２Ｊ／ｍ３ないし１０３Ｊ／ｍ３である第２磁性体の上部に形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記ドットは、磁気異方性定数が１０２Ｊ／ｍ３ないし１０３Ｊ／ｍ３である第２磁性体が、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３である第１磁性体の上部に形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記第１磁性体は、ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴｂ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＣｏＦｅＴｂ，ＣｏＦｅＧｄ，ＣｏＦｅＤｙ，ＣｏＦｅＨｏ及びＣｏＦｅＮｂからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の磁気記録媒体。
【請求項１６】
前記第２磁性体は、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ及びそれらの合金のうち選択された物質であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の磁気記録媒体。
【請求項１７】
前記基板と前記磁性体ドットとの間にシード層、軟磁性下地層及び中間層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１８】
基板上に鋳型層を形成する工程と、
前記鋳型層をパターニングして、前記鋳型層に下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる空間を形成するパターンを形成する工程と、
前記空間に磁性体物質を満たして磁性体ドットを形成する工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１９】
前記パターンは、前記磁性体ドットを互いに隔離させる非磁性体領域であることを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２０】
前記パターンを除去し、前記磁性体ドットの間に非磁性体物質を満たす工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２１】
前記パターンを形成する方法は、ナノインプリントリソグラフィ、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、ボログラフィックリソグラフィ及びＸ線リソグラフィからなる群から選択されたいずれか一つの方法であることを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２２】
前記磁性体ドットは、円錐台状であることを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２３】
前記磁性体ドットは、角錐台状であることを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２４】
前記磁性体ドットの上部面の面積は、前記磁性体ドットの下部面の面積より小さいことを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２５】
前記磁性体ドットの上部面の面積は、前記磁性体ドットの下部面の面積より大きいことを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２６】
前記磁性体ドットは、コーン状であることを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２７】
前記磁性体ドットを形成する工程は、
前記空間に異なる磁気異方性定数を有する複数の磁性体物質を順次に満たして積層された磁性体ドットを形成することを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に係り、特にナノスケールの磁性体ドットを備えた磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体は、基板上に連続的な結晶構造を有する磁性層からなっており、それぞれの結晶を一定な方向の磁性を有するように磁化させて‘０’または‘１’のビット信号を記録することによって情報を保存する。かかる方式の磁気記録媒体では、限定された空間に多量の情報を保存するために結晶サイズを縮める方法を使用する。しかし、結晶サイズがある限界以上に縮められれば、超常磁性限界による不安定性により情報記録媒体として安定性を確保できないだけでなく、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が減少する。磁気記録媒体から出る信号磁場が小さくなれば、記録された情報を読み取られない。
【０００３】
ナノサイズの磁性体ドットでパターニングされた磁気記録媒体は、記録ビットをそれぞれのドットに一定な方向の磁化を形成することによって、‘０’または‘１’のビット信号を有させる情報記録媒体である。パターニングされた磁気記録媒体は、既存の超常磁性限界及び低い信号対ノイズ比についての問題点を克服し、保存容量を増大させるという長所がある。
【０００４】
一方、磁気記録媒体の記録密度が増加するにつれて最小単位の情報が記録される領域、すなわちビットサイズが縮小してドットパターンを数十ナノスケールで形成する。理論的には、‘１’を記録するためのスイッチングフィールドと‘０’を記録するためのスイッチングフィールドとは同じであるが、複数のドットパターンが形成された場合、隣り合うドットパターンの間の静磁気的相互作用によりスイッチングフィールド分散が発生する。スイッチングフィールド分散は、パターニングされたドットの磁化方向を変化させるのに必要なマグネチックフィールドであるスイッチングフィールドがドットごとに異なって不均一であることを意味する。
【０００５】
磁気記録媒体の信頼性及び安定性を確保するためには、前記スイッチングフィールド分散が可能な限り小さくなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、前記スイッチングフィールド分散が減少した磁性体ドットを備える磁気記録媒体を提供するところにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、前記磁気記録媒体の製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成され、前記基板に接する下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる複数の磁性体ドットと、前記基板上に形成され、前記磁性体ドットの間で前記磁性体ドットを隔離させる非磁性体領域と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一局面によれば、前記ドットは、円錐台状でありうる。
【００１０】
本発明の他の局面によれば、前記ドットは、角錐台状でありうる。
【００１１】
前記他の目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に鋳型層を形成する工程と、前記鋳型層をパターニングして、前記鋳型層に下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる空間を形成するパターンを形成する工程と、前記空間に磁性体物質を満たして磁性体ドットを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一局面によれば、前記パターンは、前記磁性体ドットを互いに隔離させる非磁性体領域である。
【００１３】
本発明の他の局面によれば、前記パターンを除去し、前記磁性体ドットの間に非磁性体物質を満たす工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、下部面の面積と上部面の面積とが異なる複数の磁性体ドットを磁気記録媒体に導入して均一かつ安定的なスイッチング特性を有することができる。
【００１５】
本発明の磁性体ドットが備えられた磁気記録媒体の製造方法によれば、数十ナノスケールの微細なドットパターンを容易な方法で具現して高密度の磁気記録媒体を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一具現例による磁性体ドットが備えられた磁気記録媒体を概略的に示す図面である。
【００１８】
図１に示すように、本具現例の磁気記録媒体は、基板１０と、基板１０上の磁性体ドット３０及び非磁性体領域４０を備えた記録層２０と、を備える構造を有する。
【００１９】
前記基板１０は、シリコン、ガラス、アルミニウム合金などで形成される。前記記録層２０の高さは、約数ｎｍないし数十ｎｍとなる。
【００２０】
前記磁性体ドット３０は、情報を記録できる物質からなり、例えば読み取り／書き込みヘッドの漏れ磁束に反応して磁化反転がなされる磁性体で構成されるか、または周囲のマトリックスとは区別される誘電率を有する強誘電体で構成されることもある。前記磁性体ドットは、縦横にアレイをなして配列された数十ナノスケールで形成され、各磁性体ドットは、基板の下部面の面積と前記下部面に対応する上部面の面積とが異なる。
【００２１】
前記磁性体ドット３０と非磁性体領域４０とから形成される記録層２０上には、記録層２０を外部から保護する保護膜（図示せず）がさらに形成されることもある。また、保護膜上には、磁気ヘッドとの衝突及び摺動などによる磁気ヘッド及び保護膜の磨耗を低下させるための潤滑層（図示せず）がさらに形成されうる。
【００２２】
図２は、本発明の他の具現例による磁気記録媒体を概略的に示す断面図である。図１の磁気記録媒体の構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００２３】
図２に示すように、前記基板１０上には、シード層１２、軟磁性下地層１４及び中間層１６が積層されている。
【００２４】
前記シード層１２は、基板１０との吸着特性が良好なＴａ，Ｃｒ，Ｔｉなどの金属を使用する。
【００２５】
前記軟磁性下地層１４は、記録動作時、記録ヘッドの主磁極から漏れた磁束が記録層２０を経て軟磁性下地層１４を通じて補助磁極に向かう閉回路を形成できるように通路を設け、記録磁場の強度の傾斜度を大きくすることによって媒体のトラック方向に磁性転移を起こす。前記軟磁性下地層１４は、透磁率が高く、かつ保磁力の小さな軟質磁性体で形成され、複数の層で形成されることもある。前記軟磁性下地層１４は、ＣｏＺｒＮｂ，ＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＭｏ及びＣｏＦｅＮｉからなる群から選択されたいずれか一つの軟磁性合金からなりうる。
【００２６】
前記中間層１６は、前記軟磁性下地層１４上に数ｎｍないし数十ｎｍの厚さに塗布されて、磁性体ドット３０の一定な結晶面の方向に配向性を高め、記録層のグレーンのサイズを調節する。前記中間層１６は、Ｔｉ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ及びそれらの合金物質からなる群から選択されたいずれか一つの金属からなりうる。
【００２７】
図３Ａないし図３Ｄは、本発明による磁気記録媒体に形成される磁性体ドットを示す斜視図である。
【００２８】
本発明の磁性体ドット３０は、上部面の面積と下部面の面積とが異なる構造である。上部面の面積と下部面の面積とが同じである従来の磁性体ドットは、磁気モーメントが垂直な横面に沿って垂直に形成されて熱的変動により磁気モーメント反転が左右される。これに対し、本発明の磁性体ドット３０は、横面が一定な角度で傾いて磁気モーメント反転が印加された磁場により起こり、したがって、スイッチングフィールドが均一になるという効果がある。
【００２９】
図３Ａないし図３Ｃに示すように、前記磁性体ドット３０は、円錐台状３２，３４であるか、または角錐台状３６である。また、角錐台状３６の磁性体ドットも、円錐台状３４のように上部面積が下部面積より大きい形状であってもよい。
【００３０】
前記ドット３２，３４，３６の小さい面積対大きい面積の比は０．９以下であり、望ましくは、０．１ないし０．５である。前記磁性体ドット３０は、コーン状であってもよい。
【００３１】
前記ドット３０は、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３であるＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴｂ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＣｏＦｅＴｂ，ＣｏＦｅＧｄ，ＣｏＦｅＤｙ，ＣｏＦｅＨｏ及びＣｏＦｅＮｂからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質を含んで形成できる。前記ドット物質として磁気異方性定数の低い物質を使用する場合、スイッチングが不安定であるという問題が発生しうる。
【００３２】
前記ドットは、磁気異方性定数の異なる一つ以上の磁性体物質を複数個積層して形成できる。
【００３３】
図３Ｄに示すように、前記ドット３９は、磁気異方性定数の異なる物質からなる上層部３８及び下層部３７を備える。このとき、下層部３７は、磁気異方性定数が１０２Ｊ／ｍ３ないし１０３Ｊ／ｍ３である第１磁性体からなり、上層部３８は、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３である第２磁性体からなりうる。または、これと逆に、下層部３７が第２磁性体からなり、上層部３８が第１磁性体からなりうる。図３Ｄでは、第１磁性体と第２磁性体とを一つずつ積層したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、第１磁性体と第２磁性体とが交互にそれぞれ二層以上に形成されることもある。
【００３４】
前記第１磁性体物質は、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ及びそれらの合金のうち選択されたいずれか一つの物質からなりうる。また、前記第２磁性体物質は、ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴｂ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＣｏＦｅＴｂ，ＣｏＦｅＧｄ，ＣｏＦｅＤｙ，ＣｏＦｅＨｏ及びＣｏＦｅＮｂからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質でありうる。
【００３５】
図４Ａないし図４Ｃは、本発明の他の具現例による磁気記録媒体の製造方法を段階別に示す断面図である。本具現例は、ナノインプリントリソグラフィ法でパターンを形成し、磁性層を前記パターン上に塗布して磁性体ドットを形成する。
【００３６】
図４Ａに示すように、基板５０上にドットパターンを形成する鋳型層５２を塗布し、パターンを形成する。前記鋳型層５２は、インプリント用レジンで数十ｎｍないし数百ｎｍの厚さに塗布する。前記鋳型層は、インプリント後に硬化されて非磁性体領域として磁性体ドットを隔離させる役割を行う。
【００３７】
図４Ｂに示すように、前記鋳型層５２は、ナノインプリントリソグラフィ法を使用してピッチが数ｎｍないし数十ｎｍであるパターン５４を形成する。ナノインプリントリソグラフィ法としては、熱を印加してインプリントする熱インプリント、紫外線を照射してインプリントする紫外線インプリントなどの多様な方法が知られている。前記パターン５４は、図４Ｂのように上部面の面積が下部面の面積より大きい円錐台状の空間５６を形成する。
【００３８】
前記鋳型層をパターニングする方法は、ナノインプリントリソグラフィ法以外にフォトリソグラフィ、電子ビーム（Ｅビーム）リソグラフィ、ボログラフィックリソグラフィ及びＸ線リソグラフィなどの方法で形成できる。
【００３９】
図４Ｃに示すように、前記パターン５４上に前記空間５６を満たす磁性物質を塗布して磁性体ドット５８を形成する。記録層５９は、前記磁性体ドット５８と非磁性体領域であるパターン５４とからなる。
【００４０】
前記ドット５８は、磁気異方性定数が１０５Ｊ／ｍ３ないし１０７Ｊ／ｍ３であるＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴｂ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＣｏＦｅＴｂ，ＣｏＦｅＧｄ，ＣｏＦｅＤｙ，ＣｏＦｅＨｏ及びＣｏＦｅＮｂからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質でありうる。
【００４１】
前記製造方法では、前記パターン５４を、磁性体ドット５８を隔離させる非磁性体領域として除去せずに残したが、前記パターン５４上に磁性体物質を満たした後、パターン５４を除去し、ドット５８の間の領域に非磁性体物質を塗布することもできる。このときの非磁性体物質は、非磁性の酸化物または窒化物であるが、例えばＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２及びＳｉＮからなる群から選択された少なくともいずれか一つの物質でありうる。
【００４２】
図５は、本発明の具現例による磁気記録媒体において、下部面の面積に対する上部面の面積の相対比によるスイッチングフィールド分散特性を表すシミュレーショングラフである。本具現例では、上部面の面積が下部面の面積より小さく、下部面の面積に対する上部面の面積の相対比が０．１ないし１である円錐台状のドットを備えた磁気記録媒体のスイッチングフィールド分散をシミュレーションした結果である。
【００４３】
図５に示すように、下部面の面積に対する上部面の面積の相対比が減少するほど、スイッチングフィールド分散が減少する傾向を見せる。上部面の面積と下部面の面積とが同じであるときより上部面の面積と下部面の面積とが異なるとき、スイッチングフィールド分散が減少するということが分かる。特に、相対比が０．１ないし０．５でスイッチングフィールド分散が良好であった。
【００４４】
以上、本発明は、記載された具体例についてのみ詳細に説明されたが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者において明白なものであり、かかる変形及び修正が特許請求の範囲に属することは当然なものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、磁気記録媒体関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一具現例による磁性体ドットが備えられた磁気記録媒体を概略的に示す図面である。
【図２】本発明の他の具現例による磁気記録媒体を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】本発明による磁気記録媒体に形成される磁性体ドットを示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明による磁気記録媒体に形成される磁性体ドットを示す斜視図である。
【図３Ｃ】本発明による磁気記録媒体に形成される磁性体ドットを示す斜視図である。
【図３Ｄ】本発明による磁気記録媒体に形成される磁性体ドットを示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明の他の具現例による磁気記録媒体の製造方法を段階別に示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の具現例による磁気記録媒体の製造方法を段階別に示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明の他の具現例による磁気記録媒体の製造方法を段階別に示す断面図である。
【図５】本発明の具現例による磁気記録媒体において、下部面の面積に対する上部面の面積の相対比によるスイッチングフィールド分散特性を表すシミュレーショングラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  基板
１２  シード層
１４  軟磁性下地層
１６  中間層
２０  記録層
３０  磁性体ドット
４０  非磁性体領域
【図１】
2008146809.tif 000003
【図２】
2008146809.tif 000004
【図３Ａ】
2008146809.tif 000005
【図３Ｂ】
2008146809.tif 000006
【図３Ｃ】
2008146809.tif 000007
【図３Ｄ】
2008146809.tif 000008
【図４Ａ】
2008146809.tif 000009
【図４Ｂ】
2008146809.tif 000010
【図４Ｃ】
2008146809.tif 000011
【図５】
2008146809.tif 000012