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패턴화된 기판을 가진 자기 기록 매체(MAGNETIC RECORDING MEDIUM WITH PATTERNED SUBSTRATE)

갈때까지가는거야 2018. 2. 14. 21:15

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.
G11B 5/66 (2006.01)
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2006년09월26일
10-0629034
2006년09월20일
(21) 출원번호 10-2000-7008738 (65) 공개번호 10-2001-0040843
(22) 출원일자 2000년08월10일 (43) 공개일자 2001년05월15일
번역문 제출일자 2000년08월10일
(86) 국제출원번호 PCT/US1999/002670 (87) 국제공개번호 WO 1999/40575
국제출원일자 1999년02월10일 국제공개일자 1999년08월12일
(81) 지정국 국내특허 : 독일, 영국, 일본, 대한민국, 미국, 싱가포르,
(30) 우선권주장 60/074,253 1998년02월10일 미국(US)
(73) 특허권자 시게이트 테크놀로지 엘엘씨
미국 캘리포니아 스코츠 밸리 디스크 드라이브 920(우:95066)
(72) 발명자 위,종,스텔라
미국94539캘리포니아프레몬트포니드라이브45130
란잔,라지브
미국95120캘리포니아샌어제이크릭뷰코트6620
(74) 대리인 남상선
심사관 : 김종기
(54) 패턴화된 기판을 가진 자기 기록 매체
요약
본 발명의 자기 기록 매체는 기록 영역의 고밀도에 적당한 향상된 Hr, SNR 및 S*을 나타내며, 데이터 영역을 형성하기 위
해 연속된 층(22,22',23,23',24,24',25,25',26,26')에 실질적으로 복제되는 비자성 기판(20)상에 균일하게 패턴화된 Al 또
는 Al 합금층(21,21')을 형성함으로써 획득된다. 일 실시예에서는 기판(20)에 Al 또는 Al 합금층(21,21')을 스퍼터링 증착
하며, 이산화 알루미늄을 포함하는 다수의 실질적으로 균일한 6각형 셀을 형성하기 위해 스퍼터링층(21,21')에 양극 산화
처리하는 단계를 포함한다. 6각형 패턴은 자기 이득이 분리되도록 연속적으로 증착되고 에피텍셜로 성장된 자기층
(24,24')에 복제된다.
대표도
도 2
명세서
등록특허 10-0629034
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기술분야
본 출원은 "PATTERN SUBSTRATE FOR HIGH COERCIVITY AND LOW NOISE MEDIA"의 발명의 명칭으로서 1998
년 2월 10일 가출원 번호 60/074,253의 우선권을 주장하며, 전체 개시 내용은 여기에서 상호 참조된다.
본 발명은 자기 데이터의 기록, 저장 및 판독에 관한 것으로, 특히 상호 협력하는 자기 전송 헤드와 접촉하기 위해 텍스쳐
링된 표면을 가진 박막 자기 디스크와 같은 회전 가능한 자기 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명은 특히 저잡음과 감소된
플라잉 높이 및 높은 보자력을 나타내는 고밀도 자기 기록 매체에 응용할 수 있다.
배경기술
자기 디스크와 디스크 드라이브는 통상적으로 자화 가능 형태의 데이터를 저장하기 위해 사용된다. 전형적으로 하나 이상
의 디스크는 디스크의 기록 표면에 근접하게 위치하며 이를 따라 방사상으로 이동하는 데이터 변환 헤드와 함께 중심축에
서 회전한다. 자기 디스크는 일반적으로 디스크 표면과 탄성적으로 접촉하여 압박하는 특정 로드를 가진 자기 헤드와 함께
고정 상태에서 자기 디스크 유니트에 하우징된다. 2500 에르스텟 이상의 높은 보자력과 약 40dB의 높은 오버라이트와 같
은 적당한 자기 특성과 동시에 약 0.75에서 약 0.85μinch의 작은 글라이드 높이 애벌런치와 같은 기록-판독 성능에 대한
적당한 기계적인 특성을 나타내는 초고밀도 기록을 위한 자기 기록 매체를 제조하는 것은 대단히 어렵다.
동작시 자기 디스크는 일반적으로 접촉 시작 정지(CSS:contact start stop) 방법에 의해 구동되며, 여기에서 헤드는 디스
크가 회전을 시작할 때 디스크의 표면으로 미끄러지기 시작한다. 소정의 높은 회전 속도에 이르렀을 때, 헤드는 헤드의 슬
라이딩 표면과 디스크 사이에서 발생되는 공기 흐름에 의한 동적 압력 효과로 인해 디스크의 표면과 소정의 거리를 유지하
면서 공중에 떠있는다. 기록 및 판독 동작시, 변환 헤드는 디스크가 회전할 때 에어 베어링으로 지지되어 기록 표면의 제어
거리에서 유지된다. 자기 헤드 유니트는 헤드가 디스크의 주변과 방사 방향 모두에서 자유롭게 이동할 수 있도록 배치되
며, 상기의 부유 상태에서 데이터는 원하는 위치에서 디스크의 표면에 기록되거나 검색될 수 있다.
디스크 드라이브의 종료 동작시, 디스크의 회전 속도는 감소하며 헤드는 디스크의 표면으로 미끄러져서 결국에는 디스크
와 접촉하여 압박된 채로 정지된다. 그러므로 변환 헤드는 정지 상태에서 가속되고 완전히 정지하기 바로 이전의 감속 동
안인 디스크의 휴지 상태에는 기록 표면과 접촉한다. 헤드와 디스크 어셈블리가 구동될 때마다, 헤드의 슬라이딩 표면은
정지하며 디스크 표면으로 슬라이딩하고 공기중에 부유하며 디스크의 표면으로 미끄러지고 정지하는 순환적 동작을 반복
한다.
기록 및 판독 동작동안 가능하면 연관된 기록 표면과 근접하게 각각의 변환 헤드를 유지하는 것, 즉 헤드의 플라잉 높이를
최소로 하는 것은 바람직하다. 상기의 목적은 면적당 기록 밀도가 증가함에 따라 특히 중요하다. 면적당 밀도(Mbits/in2)는
유니트 면적당 기록 밀도이며 인치당 트랙과 인치당 비트(BPI)를 곱하는 트랙 밀도(TPI)에 해당한다. 그러므로 평활한 기
록 표면이 바람직하며, 또한 해당 변환 헤드의 평활한 대면(opposing surface)이 바람직하고, 이로 인해, 헤드와 디스크는
헤드를 지지하는 에어 베어링의 예측 가능성 및 일정한 동작이 부수적으로 증가하며 보다 근접하게 위치한다. 그러나 다른
인자는 상기의 목적에 반대로 동작한다. 만일 헤드 표면과 기록 표면이 너무 평평하다면, 상기 표면의 정확한 매칭은 시작
과 정지 단계동안 초과 스틱션(stiction)과 마찰을 일으킨다. 따라서 헤드와 기록 표면이 마멸되며 최종적으로 "헤드 크래
쉬"가 발생된다. 그러므로 헤드/디스크 마찰을 감소시키며 변환기의 플라잉 높이를 최소로 하는 서로 상반되는 목적이 존
재하게 된다.
상기 반대되는 목적들을 만족시키기 위해, 자기 디스크의 기록 표면은 통상적으로 "텍스쳐링"과 같은 기술에 의해 헤드/디
스크의 마찰을 줄이기 위해 거친 표면이 제공된다. 통상적인 텍스쳐링 기술은 하부층, 자기층, 탄소 오버코트 및 윤활성 상
부코트와 같은 코팅을 연속적으로 증착하기 전에 텍스쳐를 제공하기 위해 디스크 기판의 표면을 다듬는 단계를 포함한다.
여기에서 기판의 텍스쳐링된 표면은 자기 디스크의 표면에 재생된다.
전형적인 세로방향 기록 매체는 도 1에 도시되어 있으며, 무정형 니켈-인(NiP) 층에 도금된 알루미늄(Al) 또는 알루미늄-
마그네슘(Al-Mg) 합금과 같은 알루미늄 합금으로 이루어진 기판(10)을 포함한다. 선택적으로 기판은 유리, 세라믹, 유리-
세라믹 재료와 그래파이트를 포함한다. 기판(10)은 전형적으로 각각의 면에 연속적으로 증착된 크롬(Cr) 또는 크롬 합금
하부층(11, 11'), 코발트(Co)계 합금 자기층(12, 12'), 보호 오버코트(13,13'), 탄소 및 윤활성 상부코트(14,14')를 포함한
다. Cr 하부층(11,11')은 다수의 서브-하부층(11A,11A')을 포함하는 합성물이 사용될 수 있다. Cr 하부층(11,11'), Co 베
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이스 자기 합금층(12,12') 및 보호 오버코트(13,13')는 전형적으로 연속 증착 챔버를 포함하는 장치에서 스퍼터링된다. 통
상적인 Al-합금 기판은 주로 Al 기판의 경도(hardness)를 증가시키기 위해 텍스쳐를 제공하기에 적당한 표면 역할을 하는
NiP 도금을 가진다. 상기의 텍스쳐는 실질적으로 랜딩 영역의 역할을 하기 위해 디스크 표면에서 재생된다.
점점 더 높은 밀도와 대용량 자기 디스크는 작은 플라잉 높이(즉, CSS 드라이브의 디스크 표면과 헤드가 부유하는 거리)를
필요로 한다. 더 높은 기록 밀도 및 용량에 의해 헤드의 플라잉 높이를 감소시키기 위한 요구조건은 헤드 크래쉬를 피하기
위해 정확하게 텍스쳐링을 제어하는 것을 어렵게 한다.
디스크 기판에 텍스쳐링된 표면을 제공하는 통상적인 기술은 연마와 같은 기계적인 공정을 포함한다. 예를 들면,
Nakamura등의 U.S 특허 번호 5,202,810에 개시되어 있다. 통상적인 기계식 텍스쳐링 기술은 여러 단점이 존재한다. 예
를 들어 기계 연마에 의해 형성된 파편으로 인해 청결하게 텍스쳐링된 표면을 제공하는 것이 어렵다. 게다가 표면은 불가
피하게 기계적인 공정 동안 스크래칭되며, 이는 비효율적인 글라이드 특성과 큰 결함의 원인이 된다. 또한 여러 바람직한
기판들은 기계식 텍스쳐링으로 처리되기 어렵다. 상기의 바람직하지 않은 기계식 텍스쳐링에 의한 한정된 마면(facet)은
실질적으로 많은 값싼 기판을 배제하고 또한 높은 보자력을 달성하는 것을 용이하게 하는 도전성 그래파이트 기판을 배제
한다.
선택적으로 기계식 텍스쳐링은 랜딩 영역을 형성하기 위해 레이저를 사용할 수 있다. 예를 들어 Ranjan등의 U.S 특허 번호
5,062,021에 개시되어 있다. 다른 선택적인 기계식 텍스쳐링은 Lal등의 U.S 특허 번호 5,166,006에 개시되어 있으며, 화
학식 에칭을 포함한다.
1996년 2월 28일 출원된 미국 특허 번호 08/608,072에는 유리, 유리-세라믹 재료를 포함하는 비자성 기판 및 NiP 화학
도금된 Al-Mg 합금 기판 위에 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은 금속층을 스퍼터링하여 형성된 텍스쳐링 표면을 가지는 자
기 기록 매체가 개시되어 있다. 그러나 스퍼터 텍스쳐링층으로 3000 에르스텟 특히 3300 에르스텟 이상과 같은 2500 에
르스텟 이상의 적당히 높은 보자력을 가진 자기 기록 매체를 제조하는 것은 어렵다. 게다가, 스퍼터링된 층의 구조는 자신
이 증착되는 예를 들어 기판인 하부층의 구조에 상당히 의존하기 때문에, 공정 파라미터는 하부 재료의 각각 상이한 타입
에 대해 최적화되어야 하며, 그로 인해, 생산량을 감소시킨다. 상기와 같은 공정 파라미터의 최적화가 없으면, 결과적으로
재현가능한 결과를 얻기 어렵다.
높은 면적당 기록 밀도에 대한 필요성은 보자력, 잔류 자기 각형비(remanent squareness), 낮은 매체 잡음 및 좁은 트랙
기록 성능에 관한 박막 자기 기록 매체에 대한 점점 더 많은 필요성을 증가시킨다. 상기의 요구 조건 특히 세로방향의 기록
을 위한 경질 고밀도 자기 디스크 매체를 만족시키는 자기 기록 매체를 제조하는 것은 극히 어렵다.
선형 기록 밀도는 자기 기록 매체의 보자력을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나 상기의 목적은 매체 잡음을 감소시
키고 동시에 매우 정교하게 자기적으로 결합되지 않은 자구를 유지함으로써만 달성될 수 있다. 매체 잡음은 고밀도 자기
하드 디스크 드라이브의 증가된 기록 밀도를 제한하는 중요한 요소이다. 박막의 매체 잡음은 주로 이종의 자구들의 크기와
자구 간의 교환 커플링 때문이다. 그러므로, 선형 밀도를 증가시키기 위해, 매체 잡음은 적당한 마이크로 구조를 제어함으
로써 최소가 될 수 있다.
잔류 보자력(Hr), 잔류 자기(Mr) 및 보자성 스퀘어니스(S*)와 연관되는 자기 특성은 증착된 하부층에 의해 영향을 받는 자
기층의 마이크로 구조에 주로 의존하는 자기 합금 박막의 성능에 중요하다. 통상적인 하부층은 Cr, 몰리브데늄(Mo), 텅스
텐(W), 티타늄(Ti), 크롬-바나듐(CrV)외에 여러 대체 엘리멘트로 합금된 Cr을 포함한다. 세밀한 자구 구조를 가지는 하부
층은 증착된 6각형의 폐쇄되어 패킹된(HCP) 자성 Co 또는 Co 합금층의 세밀한 자구를 성장시키기 위해 매우 바람직하다.
높은 데이터 저장 용량을 위한 요구를 만족시키기 위해 더 높은 Hr과 더 낮은 매체 잡음, 즉 높은 SNR을 나타내는 자기 기
록 매체를 제조할 필요가 있다. 더 높은 Hr은 PW50(최대값의 반에서의 펄스폭)으로 효과적으로 한정되며 더 높은 기록 밀
도에 대한 비트 길이를 감소시킬 수 있다. 마이크로마그네틱에 관한 연구는 Hr과 매체 잡음을 감소시키기 위해 과거 수 년
동안 진행되어 왔다. 자구들의 상호 반응이 감소할 때 Hr은 감소하고 매체 잡음은 감소한다. 매체 잡음은 자구들 간의 교환
과 정자기 상호 반응으로 인해 주로 발생되기 때문에 상기 요소들을 효과적으로 억제하는 방법은 자구를 물리적으로 또는
화학적으로 분리시키는 것이다. 상기 영역에 대한 초기의 연구를 보면 주로 자기층과 하부층에 집중되었다. 그러나 상기의
하부층과 자기층이 성장될 수 있는 방식에는 제한이 따른다.
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과거에는, Hr을 증가시키기 위한 정자기 상호 반응(magnetostatic interaction)과 교환을 감소시키기 위해 자구를 최종적
으로 분리 또는 격리시키는 기판 처리 또는 기판에 연관된 접근 방식이 크게 주목받지 못했다. 예를 들어, 상기 영역에 대
한 이전의 노력들은 높은 정확도를 가진 포토리소그래픽 기술을 포함하지만, 이는 매우 시간이 많이 걸리며 비싸다. 따라
서 큰 용량의 제조는 사실상 불가능하다.
1996년 8월 20일에 출원된 출원 번호 08/699,759에는 산화된 NiP층의 표면에 증착된 Cr 필름이 산화가 안된 NiP층에 증
착된 Cr 필름보다 더 작은 자구를 갖는다는 작다는 것이 개시된다. 1996년 1월 16일에 출원된 출원 번호 08/586,529에는
표면 산화된 NiP 필름에 Cr 필름을 증착하는 방법이 개시되어 있으며, 증착된 Cr 필름은 (200)의 주요 결정 방향을 나타낸
다.
1997년 10월 17일 출원된 출원 번호 08/945,084(출원인의 사건 번호 2674-052;50103-092)에는 높은 보자력을 가진
자기 기록 매체가 개시되어 있으며, 자기 기록 매체는 비자성 기판에 형성된 산화 표면을 가진 시드층, 상기 시드층의 산화
표면상의 크롬을 포함하는 서브-하부층, 상기 하부층상의 니켈-알루미늄 또는 철-알루미늄 하부층, 크롬을 포함하는 하
부층 상의 중간층 및 중간층 상의 자기층을 포함한다.
1998년 3월 19일에 출원된 출원 번호 09/043,610(출원인의 사건 번호 2674-057;50103-098)에는 스퍼터 텍스처링된
층을 포함하는 자기 기록 매체가 개시되어 있다.
1997년 11월 17일에 출원된 출원 번호 08/972,229(출원인의 사건 번호 2674-072;50103-118)와 1997년 10월 21일 출
원된 출원 번호 08/955,448(출원인의 사건 번호 2674-073;50103-119)에는 데이터 영역에 텍스쳐링하기 위해 레이저
빔을 사용하는 방법이 개시되어 있다.
1995년 11월 28일 Wakui등에 의해 특허된 미국 특허 번호 5,470,636에는 Al 기판 또는 기판 상의 Al층에 양극 산화 처리
(anodize)하고, 상기 표면에 비자성 물질을 가진 최종 세공(pore)을 충전하며 플루오르물, 산 또는 베이스로 양극 산화 처
리된 층을 처리함으로써 랜딩 영역을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
높은 Hr, 높은 SNR과 높은 S*와 개선된 플라잉 특성을 나타내는 높은 면적당 기록 밀도에 적당한 자기 기록 매체가 계속
적으로 필요하다. 또한 높은 Hr, SNR 및 S*와 개선된 플라잉 특성을 나타내는 높은 면적당 기록 밀도를 가진 자기 기록 매
체를 제조하는 효과적인 비용과 방법들이 계속적으로 필요하다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 장점은 낮은 매체 잡음, 높은 Hr, 높은 S* 및 개선된 플라잉 특성을 나타내는 높은 면적당 밀도를 가진 세로 방
향의 자기 기록에 적당한 자기 기록 매체에 있다.
본 발명의 다른 장점은 낮은 매체잡음, 높은 Hr, 높은 S* 및 개선된 플라잉 특성을 나타내는 높은 면적당 기록 밀도를 가진
세로 방향의 자기 기록 매체에 적합한 자기 기록 매체를 제조하는 효과적인 비용과 방법에 있다.
본 발명의 추가의 장점 및 다른 특징은 이하에서 설명될 것이며, 기술분야의 당업자에게 명확할 것이다. 본 발명의 특징은
특히 첨부한 청구범위에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면 이전의 장점과 다른 장점들은: 비자성 기판; 기판상에 Al 또는 Al 합금을 포함하는 층으로, 상기 Al 또는
Al 합금은 실질적으로 균일한 패턴을 가지며; 및 자기층을 구비한 자기 기록 매체에 의해 부분적으로 달성되는데, 여기서
패턴은 데이터 영역을 형성하기 위해 자기층상에 실질적으로 복제된다.
본 발명의 다른 측면은 자기 기록 매체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기의 방법은 비자성 기판상에 Al 또는 Al 합금을
형성하며; 상기 층에 실질적으로 균일한 패턴을 형성하며; 그리고 자기층을 형성하는 것이며, 상기의 패턴은 데이터 영역
을 형성하기 위해 자기층에 복제되는 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는 실질적으로 6각형인 산화 알루미늄 셀을 포함하는 벌집 모양의 균일한 패턴을 형성하기 위해
Al 또는 Al 합금층에 양극 산화 처리 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 기록 데이터 영역을 형성하도록 자기층
을 포함하는 연속적으로 증착된 층상에 복제된 텍스쳐링 영역을 형성하기 위해 기판의 표면을 텍스쳐링하는 방법을 더 포
함한다.
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본 발명의 다른 장점은 다음 설명에서 당업자들이 보다 쉽게 이해할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예는 본 발명을 실행하기
위한 최상의 모드에 관한 도면을 참조하여 설명된다. 당업자는 본 발명을 벗어나지 않으면서 여러 변형들이 실시할 수 있
다. 따라서 도면과 실시예는 일 예일 뿐이며 이에 제한되지 않는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 통상적인 자기 기록 매체 구조의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기 기록 매체 구조의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 산화 처리 전과 후의 NiP/Al 기판의 원자력 현미경(AFM)의 이미지를 도시한다.
도 4a와 4b는 각각 통상적인 자기 기록 매체에 대한 본 발명의 일 실시예의 Hr과 SNR을 각각 도시한다.
실시예
본 발명은 Hr을 증가시키고 매체 잡음을 감소시킴으로써 자기 기록 매체의 데이터 저장 용량을 증가시키는 문제를 다루는
것이다. 증가된 Hr은 펄스폭을 좁게 하며 기록 밀도를 증가시키기 위해 비트 길이를 감소시킬 수 있다. 낮은 매체 잡음은
높은 SNR을 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서는 자기층의 자구를 물리적으로 분리시킴으로써 상기의 목적을 달성할 수
있다. 상기의 자구의 물리적인 분리는 패턴에서 자기 필름 성장이 시작하는 기판상의 패턴을 형성하여 달성된다. 상기 패
턴은 자구 성장의 불규칙성을 최소로 하며 자구 유니트의 분포를 좁게 하기 때문에 지그자그 변이가 생성되는 것을 감소시
킨다. 결과적으로 자구의 상호 작용은 억제되고 SNR은 개선된다.
본 발명의 일 실시예는 통상적인 여러 비자성 기판에 연속적인 필름이 형성되는 것을 포함한다. 연속 필름은 박막 성장을
위해 실질적으로 균일한 매트릭스를 제공하기 위해 패턴화되며, 상기 매트릭스는 데이터 영역을 형성하기 위해 자기층을
포함하는 연속적으로 증착되는 층에 복제된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판상에 형성된 균일한 패턴은 예를 들면
하부층과 자기층에 증착된 필름을 위한 형판의 역할을 한다. 그러므로 자성 유니트 클러스터는 기판 패턴에 따라 복제되며
자구 클러스터는 패턴 경계에 의해 분리된다. 이 방식으로 자구의 상호 반응은 최소가 되며 SNR은 증가된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 Al 또는 Al 합금은 NiP 도금된 Al 또는 Al 합금 기판 또는 유리, 세라믹 또는 유리-세라믹 기판
과 같은 비자성 기판에 스퍼터링 증착된다. Al 또는 Al 합금 필름은 약 50Å에서 약 5000Å, 예를 들어 약 500Å에서 약
1500Å의 두께로 스퍼터링 증착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 실질적으로 균일한 패턴은 연속 증착된 자기층의
자구 클러스터가 패턴 경계에 의해 분리되도록 형판의 역할을 하기 위해 스퍼터링 증착된 Al 또는 Al 합금 필름상에 형성
된다. 스퍼터링 증착된 Al 또는 Al 합금 필름은 실질적으로 벌집 형태와 같이 산화 알루미늄을 포함하는 패턴을 형성하기
위해 양극 산화 처리된다. 양극 산화 처리는 약 1 시간에 이르기 까지, 예를 들어 약 10분 동안 실내 온도에서 약 1에서 약
15mA/cm2, 예를 들어 약 5mA/cm2에서 약 1%에서 약 10%, 예를 들어 약 4%의 하이드로겐 포스패이트(H3P04)로 처리
된다. 최종의 벌집 모양 패턴은 6각형의 산화 알루미늄 셀을 포함한다. 상기의 6각형 셀은 에피텍셜 성장이 바람직한 6각
형의 조밀하게 패킹된(HCP:hexagonal close packed) 결정 구조를 생성하는데 효과적이도록 증착된 자기층에 적당한 형
판의 역할을 한다. 게다가 6각형 셀의 경계는 자기층의 복제로 인해 자구 클러스터를 분리시키며 따라서 자구의 상호 작용
을 최소로 하며 SNR을 증가시킨다.
양극 산화 처리 과정 다음으로, 자기 기록 매체는 표면에 양극 산화 처리된 표면의 하부층과 자기층을 증착하고 상기 기판
에 패턴을 복제함으로써 완료된다. 예를 들어 니켈 알루미늄(NiAl)과 같은 시드층은 양극 산화 처리된 Al 또는 Al 합금층에
증착된다. 셀은 완전히 충전되지 않는다. CrV와 같은 하부층은 NiAl 시드층에 스퍼터링 증착되며 코발트-크롬-플라티늄
-탄탈륨(CoCrPtTa) 합금층과 같은 자기층은 하부층에 스퍼터링 증착된다. 탄소를 포함하는 보호 오버 코트는 자기층에
스퍼터링 증착되며 윤활성 상부코트는 보호 오버코트에 형성된다. 상기 층은 2×10-7 Torr의 베이스 압력, 약 200℃에서
300℃의 기판 온도, 약 -250V의 기판 바이어스 및 약 15sccm의 스퍼터링 가스 흐름율을 이용하는 2W/cm2에서 30W/
cm2의 스퍼터링 전력 밀도를 이용하여 자기 특성을 최적화시키기 위해 스퍼터링 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 도 2에 개략적으로 도시되어 있으며, NiP 도금된 Al과 같은 비자성 기판(20)을 포함한다. 기판(20)
의 각 면에는 실질적으로 6각형인 산화 알루미늄 셀의 균일한 벌집 모양 패턴을 포함하는 양극 산화 처리되고 스퍼터링 증
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착된 Al층(21,21')이 형성된다. NiAl과 같은 시드층(22,22')은 벌집 모양의 패턴에 스퍼터링 증착된다. CrV와 같은 하부층
(23,23')은 시드층(22,22')에 스퍼터링 증착되며, CoCrPtTa와 같은 자기층(24,24')은 하부층(23,23')에 스퍼터링 증착된
다. 에피텍셜 성장동안, HCP 패턴은 패턴화된 경계가 자구를 분리시키도록 패턴화된 층(21,21')의 형판을 따라 형성되며
따라서 자구들의 상호 반응을 최소로 하고 SNR을 개선할 수 있다. 탄소를 포함하는 보호 오버 코트와 같은 통상적인 보호
오버 코트(25,25')는 자기층(24,24')에 스퍼터링 증착되며 통상적인 윤활층(26,26')이 또한 그 위에 형성된다.
일 실시예
본 발명에 따른 자기 기록 매체는 자기 기록 비트 크기에 적당한 약 500Å의 깊이와 약 500Å의 지름을 가지는 6각형셀을
포함하는 벌집 형태의 산화 알루미늄 패턴을 형성하기 위해 NiP/Al상에 Al층을 스퍼터링 증착하고 상기 Al층을 양극 산화
처리함으로써 이루어진다. NiAl 시드층은 양극 산화 처리된 Al층에 증착되고 CrV 하부층은 NiAl 시드층에 증착되며
CoCrPtTa 자기층은 CrV 하부층에 증착된다. 탄소를 포함하는 보호 오버코트는 CoCrPtTa층에 증착된다. Al층은 4%의
H3PO4 솔루션으로 양극 산화 처리되며 그 결과는 도 3에 도시되어 있다. 도 3의 왼쪽 부분은 양극 산화 처리되기 전의 Al
층을 나타내며 오른쪽 부분은 양극 산화 처리된 후의 벌집형 구조를 나타낸다.
비교 (표준) 자기 기록 매체는, Al층이 기판상에 스퍼터링 증착되지 않고 양극 산화 처리되지 않는 것을 제외하고, 본 발명
을 대표하는 자기 기록 매체를 형성하는데 있어서 실질적으로 동일한 층과 증착 상태를 이용하여 이루어진다. 두 매체의
자기 특성은 비파괴 회전 디스크 자력계를 이용하여 테스팅된다. 기록 특성과 매체 잡음은 0.35μin 갭 길이와 2.1μin의 공
칭 플라잉 높이를 가지는 자기 저항(MR) 헤드를 포함하는 Guzik 1601 테스터를 사용하는 240kfci(인치당 킬로 플럭스 변
화)의 선형 밀도에서 측정된다.
테스트 결과는 도 4a와 도 4b에 나타나 있다. 도 4a는 본 발명에 따른 매체(패턴화된 하부층)와 비교 (표준) 매체의 자기
특성을 도시한다. 도 4a에서 기판위에 패턴 Al층을 사용하는 것은 Hr을 증가시킨다.
도 4b에는 비교 (표준) 자기 기록 매체에 대해 약 0.5에서 약 1dB의 개선된 SNR을 보이는 본 발명에 따른 자기 기록 매체
가 도시되어 있다.
본 발명에 따라, 패턴화되어 양극 산화 처리된 Al 산화층은 면적당 기록 밀도를 증가시키기 위해 비자성 기판에 형성된다.
양극 산화 처리 패턴은 임의의 비자성 기판에 형성될 수 있으며, 전형적으로 약 50Å에서 약 10,000Å의 깊이와 약 50Å에
서 약 5000Å의 지름을 가지는 단일 6각형 유니트 셀을 포함하는 실질적으로 6각형인 벌집 형태의 구조를 나타낸다. 통상
적인 마그네트론 스퍼터링 기술이 본 발명에 따른 자기 기록 매체를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 현존
제조 장치에 쉽게 통합될 수 있다. 본 발명은 개선된 Hr, SNR 및 S*을 가진 높은 면적당 기록 밀도에 적당한 자기 기록 매
체를 형성하도록 한다. 본 발명은 또한 패턴 경계로 자성 셀을 분리시킴으로써 SNR이 개선되며 따라서 자성의 상호 작용
이 억제된다. 본 발명에 의하면 임의의 여러 타입의 자기 기록 매체, 특히 개선된 플라잉 높이를 가지는 박막 디스크와 같
은 자기 기록 매체를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예가 본 명세서에 도시되거나 기록되어 있으며, 본 발명의 영역내에서 다양한 변용 및 수정이 가능하다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
비자성 기판;
상기 기판상에 알루미늄(Al) 또는 Al 합금을 포함하며, 그 위에 실질적으로 균일한 패턴을 가지는 층;
Al 또는 Al 합금을 포함하는 상기 층 위의 하부층; 및
자기층;
을 포함하며, 상기 패턴은 데이터 영역을 형성하기 위해 상기 자기층에 실질적으로 복제되어, 상기 자기층의 자구 클러스
터들이 패턴 경계에 의해 분리됨으로써 자구간의 상호작용을 최소화하고 SNR을 증가시키는 자기 기록 매체.
등록특허 10-0629034
- 6 -
청구항 2.
제 1 항에 있어서, 레이저 텍스쳐링 랜딩 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 3.
제 1 항에 있어서, 상기 패턴은 양극 산화 처리(anodization)에 의해 형성된 실질적으로 벌집형태의 패턴을 포함하는 것을
특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 4.
제 3 항에 있어서, 상기 벌집 형태의 패턴은 실질적으로 6각형의 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 5.
제 4 항에 있어서, 상기 셀은 약 50Å에서 약 5000Å의 지름을 가지며, 약 50Å에서 약 10000Å의 깊이를 가지는 것을 특
징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 6.
제 1 항에 있어서, 상기 Al층 또는 Al 합금층은 약 50Å에서 약 5000Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매
체.
청구항 7.
제 6 항에 있어서, 상기 Al 또는 Al 합금층은 약 500Å에서 약 1500Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매
체.
청구항 8.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 기록 매체는 상기 패턴화된 Al 또는 Al 합금 층 바로 위의 시드층을 더 포함하고,
상기 하부층은 상기 시드층 상에 배치되고,
상기 자기층은 상기 하부층 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 9.
제 8 항에 있어서,
상기 기판은 니켈 인 도금된 Al 또는 Al 합금을 포함하며;
등록특허 10-0629034
- 7 -
상기 시드층은 니켈 알루미늄을 포함하며;
상기 하부층은 크롬 바나듐을 포함하며; 그리고
상기 자기층은 코발트-크롬-백금-탄탈륨 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 10.
제 1 항에 있어서 상기 기판은 니켈-인 도금된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 유리, 세라믹 또는 유리-세라믹 물질을
포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
청구항 11.
자기 기록 매체를 제조하는 방법에 있어서,
비자성 기판에 Al 또는 Al 합금 층을 형성하는 단계;
상기 Al 또는 Al 합금 층에 실질적으로 균일한 패턴을 형성하는 단계;
상기 Al 또는 Al 합금 층 위에 하부층을 형성하는 단계; 및
자기층을 형성하는 단계;
를 포함하며, 상기 패턴은 데이터 영역을 형성하기 위해 상기 자기층 위에 실질적으로 복제되어, 상기 자기층의 자구 클러
스터들이 패턴 경계에 의해 분리됨으로써, 자구간의 상호작용을 최소화하고 SNR을 증가시키는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 12.
제 11 항에 있어서, 상기 Al 또는 Al 합금 층을 양극 산화 처리하는 단계를 포함하고, 상기 패턴은 산화 알루미늄을 포함하
는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 13.
제 12 항에 있어서, 실질적으로 6각형 셀을 포함하는 벌집모양의 패턴을 형성하기 위해 상기 Al 또는 Al 합금 층을 양극 산
화 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 14.
제 13 항에 있어서, 상기 셀은 약 50Å에서 약 5000Å의 지름을 가지며 약 50Å에서 10,000Å의 깊이를 가지는 것을 특징
으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 15.
제 11 항에 있어서, 약 50Å에서 약 5000Å의 두께로 상기 Al 또는 Al 합금 층을 스퍼터링 증착하는 단계를 포함하는 것을
특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
등록특허 10-0629034
- 8 -
청구항 16.
제 15 항에 있어서, 약 500Å에서 약 1500Å의 두께로 상기 Al 또는 Al 합금을 스퍼터링 증착하는 단계를 포함하는 것을
특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 17.
제 13 항에 있어서, 약 1에서 15 분동안 약 1% 내지 약 15%의 하이드로겐 포스페이트(hydrogen phosphate)를 포함하는
솔루션으로 양극 산화 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 18.
제 11 항에 있어서, 랜딩 영역을 형성하도록 상기 자기층에 실질적으로 복제된 텍스처링 영역을 형성하기 위해 상기 기판
을 레이저로 텍스쳐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 19.
제 11 항에 있어서,
상기 패턴화된 Al 또는 Al 합금 층 바로 위에 시드층을 스퍼터링 증착하는 단계;
상기 시드층에 상기 하부층을 스퍼터링 증착하는 단계; 및
상기 하부층에 상기 자기층을 스퍼터링 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
청구항 20.
제 19 항에 있어서,
상기 기판은 니켈-인 도금된 Al 또는 Al 합금을 포함하며;
상기 시드층은 니켈 알루미늄을 포함하며;
상기 하부층은 크롬 바나듐을 포함하며; 그리고
상기 자기층은 코발트-크롬-백금-탄탈륨의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체 제조 방법.
도면
등록특허 10-0629034
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도면1
도면2
등록특허 10-0629034
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도면3
도면4a
도면4b
등록특허 10-0629034
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