[发明专利]制造高密度磁性介质的设备及方法

说明书

技术领域

本文描述的实施方式涉及磁性介质制造工艺。更特定而言，本文描述的实施方式涉及形成具有磁性性质图案的基板的方法。

背景技术

硬盘驱动器及其他磁性介质是用于计算机及相关装置的所选择的储存介质。这些装置或介质在大部分台式及笔记本电脑、移动通信装置、媒体记录器及播放器与用于收集及记录数据的仪器中发现。硬盘装置及其他磁性介质亦应用在用于网络储存的阵列中。

磁性介质用磁性方式储存信息。例如，硬盘驱动器中的盘片配置有能由磁头分别寻址的磁畴(domain)。磁头移动至接近磁畴并改变该畴的磁性性质以记录信息。为了读取记录的信息，磁头移动至接近该畴并检测该畴的磁性性质。该畴的磁性性质一般被解释为对应两种可能状态之一，该两种可能状态为“0”状态及“1”状态。以此方式，数字信息可被记录在磁性介质上并在之后读取。

在磁性存储装置中，磁性活性单元(cell)通过暴露至来自位于该单元附近的一个或多个电路元件的电流来设定为所需的性质。该单元通常通过隧道势垒而与非磁性活性元件隔开，且流过该单元的电流(electric flow)的电阻取决于该单元的磁化状态。因此，该单元的状态能通过测量流过该单元的电流的电阻来确定。

硬盘驱动器中的磁性介质通常为玻璃、复合玻璃/陶瓷、或金属基板，这些基板通常为非磁性的，而在这些基板上面沉积磁性易感(magnetically susceptible)材料。通常沉积磁性易感层形成图案，以使盘片表面具有散布有磁性非活性(magnetic inactivity)区域的磁性易感性区域。非磁性基板通常从地形上(topographically)被图案化，且通过旋转涂布或电镀沉积磁性易感材料。然后可抛光或平坦化盘片以暴露磁畴周围的非磁性边界。在一些情形中，磁性材料以图案化的方式沉积以形成由非磁性区域隔开的磁性颗粒或点。在MRAM装置中，磁性活性单元通常被沉积在绝缘体(比如玻璃)上。

在介质上产生不连续的磁性及非磁性区域的传统方法关注点集中于形成完全互相隔开的单个比特(single bit)磁畴，方法是通过沉积分离的岛状磁畴或从连续磁性膜移除材料以物理地隔开磁畴。基板可被掩模处理和被图案化，且将磁性材料沉积在暴露的部分之上，或者可在掩模处理和图案化之前沉积磁性材料，且之后蚀刻掉暴露部分的磁性材料。能使用此类方法形成的可寻址单元的尺寸目前受使用沉积和/或蚀刻方法可达到的场分离(field separation)的限制。因此，在越来越小的小畴之上形成可溶解的(resolvable)具有磁性性质图案的基板的方法有持续的需求。

发明内容

一种具有磁性性质图案的基板，可通过以下步骤形成：在基板上形成磁性非活性层，在磁性非活性层上形成磁性前驱物，及通过施加纳米级(nanoscopically)图案化热能至磁性前驱物来在磁性前驱物中形成由磁性非活性畴隔开的磁性活性畴。可使用激光施加热能，该热能可为脉冲式。形成磁性活性畴可包括使磁性前驱物的各部分结晶。

另一方面，磁性活性畴可通过以下步骤形成于磁性非活性材料中：在磁性非活性材料中形成凹槽、用磁性前驱物填充凹槽、及通过施加能量至基板来增加磁性前驱物中原子的排列整齐度(alignment)。凹槽可通过以下步骤形成：在基板上形成掩模材料、压印掩模材料以使掩模材料具有由掩模材料的厚区域及掩模材料的薄区域限定的图案、以及通过暴露掩模材料至离子来透过掩模材料的薄区域蚀刻部分磁性非活性材料，这些离子具有选定的穿透掩模材料的薄区域但不穿透掩模材料的厚区域的能量。施加至磁性前驱物材料的能量可为脉冲激光能量。

在另一方面中，磁性活性畴可通过以下步骤形成于磁性非活性材料中：在基板上沉积含磁性前驱物的磁性非活性层，通过施加第一能量至该基板来由磁性前驱物在磁性非活性层中形成磁畴晶核，及通过施加第二能量至该基板来在磁性非活性层中形成磁畴。磁性非活性层可由磁性前驱物材料过饱和。可为预热能的第一能量可通过传导(例如使用加热的基板支撑件)或通过辐射(例如使用激光能量，可为脉冲式)施加，而可为有序化(ordering)能的第二能量可通过辐射(比如通过激光能量，该激光能量可为脉冲式)施加。

附图说明

可通过参考实施方式得到上文简要概括的本发明的更特定的描述，以便能详细理解上文叙述的本发明的特征，一些实施方式在附图中示出。然而应注意的是，附图仅示出本发明的典型实施方式且因此附图不被视为本发明范围的限制，因为本发明可容许其他等同效果的实施方式。

图1为根据一些实施方式的概述方法的流程图。