패턴 미디어

Patterned media

패턴 미디어(비트 패턴 미디어 또는[1] BPM이라고도 함)는 각 비트가 연속 자기 필름 내에 20-30개의 자기 입자에 저장되는 현재의 하드 디스크 드라이브 기술과 달리, 자석 섬(섬당 1비트)에 데이터를 기록하는 잠재적인 미래 하드 디스크 드라이브 기술입니다.이 섬들은 나노 석영법을 이용한 전구체 자기막으로 패턴을 만들 것이다.스토리지 밀도가 높아지기 때문에 수직 레코딩에 성공하기 위해 제안된 기술 중 하나입니다.BPM은 도시바가 2010년에 도입했습니다.[2]

기존 HDD 기술과의 비교

기존의 하드 디스크 드라이브에서는, 데이터는 얇은 자기 필름에 격납됩니다.이 필름은 직경 [3]약 8nm의 분리된(약하게 교환되는 결합) 물질 입자로 구성되도록 퇴적됩니다.1비트의 데이터는 약 20~30개의 입자로 구성되어 있으며, 같은 방향으로 자화됩니다(디스크 평면에 대해 "위" 또는 "아래").스토리지 밀도를 높이는 방법 중 하나는 평균 곡물량을 줄이는 것입니다.단, 열교환용 에너지 장벽은 입자의 부피에 비례합니다.기존 재료의 경우 입자 부피가 더 감소하면 초파라매트릭으로 인해 데이터 손실이 자연스럽게 발생합니다.

패턴화 매체는 우선 박자성막을 퇴적시켜 입자간 교환결합이 강하다.나노 리소그래피를 이용하여, 그것은 자석섬으로 패턴화 된다.강력한 교환 결합은 에너지 장벽이 섬 내의 개별 곡물의 부피가 아니라 섬의 부피에 비례한다는 것을 의미합니다.따라서 열 [4]안정성을 유지하면서 점점 더 작은 직경의 섬들을 패턴화함으로써 스토리지 밀도를 높일 수 있습니다.패턴화된 미디어는 현재 HDD [5]기술에 존재하는 1 Tb/in2 제한에 비해 최대 20-300 Tb2/in의 면적 밀도를 가능하게 할 것으로 예상됩니다.

읽기/쓰기 헤드 제어 전략의 차이

기존 HDD에서는 데이터 비트가 동심원 원형 트랙에 이상적으로 작성됩니다.이 과정은 디스크 상의 리소그래피(아래 참조)에 의해 생성되는 미리 정해진 모양의 트랙에 데이터를 써야 하는 비트 패턴 미디어 기록과는 다릅니다.패턴화된 미디어 기록에서 서보 시스템이 따라야 하는 궤적은 디스크에 존재하는 일련의 "서보 트랙"으로 특징지어집니다.이상적인 원형 형태에서 서보 트랙의 편차를 "반복 가능 런아웃"(RRO)이라고 합니다.따라서 비트 패턴 미디어 기록에서 서보 컨트롤러는 설계 당시 알려지지 않은 RRO를 따라야 하며, 그 결과 기존 드라이브에 적용된 서보 제어 방법론을 적용할 수 없다.패턴화된 미디어 레코딩에는 서보 제어 [6]설계와 관련하여 몇 가지 특정한 문제가 있습니다.

  • RRO 프로파일을 알 수 없습니다.
  • RRO 주파수 스펙트럼은 서보 시스템의 대역폭을 넘어 확산될 수 있으므로 피드백 컨트롤러에 의해 증폭됩니다.
  • RRO 스펙트럼에는 감쇠해야 할 스핀들 주파수의 고조파(예: ~ 200 고조파)가 다수 포함되어 있습니다.이로 인해 컨트롤러의 계산 부하가 증가합니다.
  • RRO 프로파일은 트랙마다 변화하고 있습니다(즉, 변화하고 있습니다).

패턴화된 미디어 제작 방법

이온빔 리소그래피

예비 연구에서 시제품을 만들기 위해 조사된 공정 중 하나는 이온 빔 근접 리소그래피였습니다.이 방법은 스텐실 마스크를 사용하여 이온에 민감한 물질(저항) 패턴을 생성하고, 이 패턴은 자성 [7]물질로 변환됩니다.스텐실 마스크에는 개구부가 형성되는 얇은 독립형 질화규소 막이 포함되어 있습니다.생성되는 패턴은 먼저 전자빔 리소그래피를 사용하여 광저항을 포함하는 기판에 형성됩니다.다음으로 플라즈마 식각 프로세스를 사용하여 주어진 패턴을 질화막(스텐실 마스크)에 전사한다.충분한 기판을 만드는 것은 제조 공정(에칭) 중에 마스크로 전달되는 개구부의 크기를 균일하게 유지하는 것입니다.압력, 온도, 에너지(전압량), 식각 시 사용되는 전력 등 마스크의 크기 균일성을 달성하고 유지하는 데 기여하는 요소가 많습니다.이들 파라미터에서 균일한 패턴을 올바르게 식각하는 프로세스를 최적화하기 위해 기판은 이온 근접빔 리소그래피 프로세스를 통해 질화규소 스텐실 마스크를 제작하는 템플릿으로 사용할 수 있다.그런 다음 스텐실 마스크를 패턴 미디어를 만드는 프로토타입으로 사용할 수 있습니다.

블록공중합체막의 자기집합방향성

2014년에, 리카르도 루이즈 히타치 글로벌 스토리지 기술의upcoming-conference 브리핑에는"그 석판 도전에 가장 유망한 해결책을 연출한 자가 최근 실행 가능한 기법으로 BPM기술에 대한 시간에sub-20nm은 리소그래피를 달성하기 위해 진화해 왔다 블록 혼성 중합체의 영화들에서 발견될 수 있"에 쓴다.[8][9]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Bit-Patterned Media for High-Density HDDs". n.d. Retrieved 17 September 2014. Bit-patterned media (BPM) are a type of magnetic recording medium in which the magnetic layer is reduced to the size of one bit (one magnetic dot and space).
  2. ^ "Will Toshiba's Bit-Patterned Drives Change the HDD Landscape?". PC Magazine. August 19, 2010. Retrieved August 21, 2010.
  3. ^ Weller, Dieter; Mosendz, Oleksandr; et al. (July 2013). "L1 0 FePtX-Y media for heat-assisted magnetic recording: L1 0 FePtX-Y media for heat-assisted magnetic recording". Physica Status Solidi A. 210 (7): 1245–1260. doi:10.1002/pssa.201329106.
  4. ^ Ross, Ca (August 2001). "Patterned Magnetic Recording Media". Annual Review of Materials Research. 31 (1): 203–235. doi:10.1146/annurev.matsci.31.1.203.
  5. ^ Griffiths, Rhys (25 November 2013). "Directed self-assembly of block copolymers for use in bit patterned media fabrication". Journal of Physics D: Applied Physics. 46 (50): 503001. doi:10.1088/0022-3727/46/50/503001.
  6. ^ Shahsavari; et al. (2014). Repeatable Runout Following in Bit Patterned Media Recording. ASME 2014 Conference on Information Storage and Processing Systems. pp. V001T03A001. doi:10.1115/ISPS2014-6946. ISBN 978-0-7918-4579-0. S2CID 13817067. open access (제320-10-11호)
  7. ^ Wolfe, John C.; Pendharkar, Sandeep V.; et al. (November 1996). "A proximity ion beam lithography process for high density nanostructures". Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. 14 (6): 3896. doi:10.1116/1.588689.
  8. ^ "Magnetic Bit Patterned Media Fabrication Using Block Copolymer Directed Assembly". 2014. Retrieved 17 September 2014. The most promising solution to the lithographic challenge can be found in directed self-assembly of block copolymer films which has recently evolved as a viable technique to achieve sub-20nm lithography in time for BPM technology.
  9. ^ Ross, C.A.; Cheng, J.Y. (September 2008). "Patterned Magnetic Media Made by Self-Assembled Block-Copolymer Lithography". MRS Bulletin. 33 (9): 838–845. doi:10.1557/mrs2008.179.