자성박막기술의 정보저장기기 응용

2.1 재생 헤드용 거대 자기저항 기술

Fe/Cr다층박막에서의 50%이상의 거대자기저항 효과가 학계에 보고된 이후 IBM에서 스퍼터링 공정을 이용하여 Co/Cu/ 다층박막에서 80%의 우수한 자기저항특성을 보고하였다. 또한 IBM은 자기저항이 5~6% 이상을 갖는 교환 결합형 스핀밸브 구조를 발표하여 고 기록 밀도에 보조를 맞추기 위한 GMR헤드의 가능성을 제시하였다. 교환 결합형 스핀밸브는 FM/NM/FM/AF의 구조로 비자성 박막을 사이에 두고 양면에 강자성 박막을 가지고 있으며 한쪽은 강자성 박막이 반강자성 박막과 결합하여 강자성 박막의 히스테리시스 곡선이 원점에서 특정한 크기로 이동한 구조를 가지고 있다. 고 기록 밀도를 달성하기 위해서는 다양한 기술이 요구되고 있지만 그 중에서 가장 중요한 기술은 재생헤드에 사용되는 자기저항 비의 향상을 가져온 거대자기저항 박막 기술이다. 100Gbit/in2 의 기록밀도를 달성하기 위해서 재생저항 박막에 요구되어지는 다양한 특성 중 가장 중요한 특성은 고 기록 밀도 시 비트의 크기가 감소함에 따라서 비트에서 나오는 신호가 작아지므로 그 작은 신호를 감지하기 위한 자기저항비가 큰 재료의 개발이다. 초기에는 자기저항비가 5~6%인 교환 결합형 스핀밸브 구조에서 열적 안정성이 우수한 Synthetic 스핀밸브 그리고 최근에는 자기저항비가 10%이상인 specular 스핀밸브 구조가 제시되고 있으며, 300Gbit/In2 에 대응하기 위해서 TMR현상을 이용한 TMR헤드 그리고 CPP(Current Perpendicular Plane)효과를 이용한 CPP헤드 등이 연구되어지고 있다.
<기본적인 스핀밸브구조>
현재 HDD의 자기헤드로 주로 이용되고 있는 GMR헤드는 재생전용 GMR헤드와 기록전용 Inductive 헤드로 구성되어 있으며 따라서 이 헤드의 주요 연구과제로 GMR헤드 설…