KR100831051B1

KR100831051B1 - 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조자기기록 헤드

Info

Publication number: KR100831051B1
Application number: KR1020070003058A
Authority: KR
Inventors: 서성동; 조은형; 손진승
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-05-21
Also published as: US9105285B2; US8225482B2; US20130022327A1; US20080212230A1

Abstract

본 발명은 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드에 관한 것으로, 열 보조를 이루는 부분은 도파관(Waveguide)과 도파관의 끝 단에 형성된 나노 어피쳐(Nano Aperture)로 이루어져 있다. 도파관과 나노 어피쳐가 일체형으로 제작하기 위해서 금속 얼라인먼트 마크(Alignment Mark)를 하부 클래드(Clad)의 하단에 형성하였다. 이를 통한 효과로는 가공되어야 할 어피쳐의 위치를 쉽게 찾을 수 있고 하부 클래드의 두께를 적절히 조절함으로서 메탈의 존재로 인한 전달 손실(Propagation Loss)을 최소화할 수 있고 원치 않은 모드를 제거할 수 있다. 그 결과로서 입력 빔이 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)를 통과한 후의 빔의 강도(Intensity) 개선 및 단일 촛점(Spot)의 유지가 가능하다.

이를 위한 본 발명에 의한 도파관 제조 방법은, (a) 기판상에 일정 크기의 메탈 층을 형성하는 단계와; (b) 상기 (a) 구조물 상에 상기 메탈 층이 완전 매립되도록 하부 클래드(Lower Clad) 층을 형성하는 단계와; (c) 상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기의 코어(Core) 층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 구조물 상에 상기 코어 층이 완전 매립되도록 상부 클래드(Upper Clad Layer) 층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도파관, 열 보조 자기기록(HAMR), 헤드, 나노 어퍼쳐(Nano Aperture), 코어

Description

도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드{WAVEGUIDE STRUCTURE AND METHOD OF FABRICATION THEREOF, AND HEAT ASSISTED MAGNETIC RECORDING HEAD USING THEREOF}

도 1은 종래의 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드를 개략적으로 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 도파관 구조를 나타낸 것으로서, 나노 어퍼쳐가 형성되어야 할 도파관 끝 단의 단면을 나타낸 도면

도 3는 본 발명의 도파관 구조에 대한 디자인 및 시뮬레이션 결과도

도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 도파관 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도

도 5 및 도 6은 입력 빔 SOP에 대한 나노 어퍼쳐 성능에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로,

도 5는 필드 상승 기간에서 편광 효과를 나타낸 시뮬레이션 결과이고,

도 6은 세기 분포 기간에서 편광 효과를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 7은 본 발명에 의해 제작된 도파관의 코어 및 메탈 부분의 확대 사진도

도 8은 본 발명의 도파관 모드(Waveguide Mode)와 파이버 모드(Fiber Mode)를 비교하여 나타낸 확대 사진도

[ 도면의 주요 부호에 대한 설명 ]

100 : 웨이퍼 110 : 실리콘 웨이퍼 또는 기판

120 : 프로모터(Promoter) 층 130 : 메탈(Metal) 층

140 : 하부 클래드층(Low Clad Layer) 150 : 코어(Core) 층

160 : 포토레지스트 층

170 : 상부 클래드층(Upper Clad Layer)

본 발명은 도파관(Waveguide) 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드(Heat Assisted Magnetic Recording Head; 이하 'HAMR 헤드'라고도 칭함)에 관한 것으로, 특히 입력 빔(Beam)이 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)를 통과한 후의 빔의 강도(Intensity) 개선 및 단일 촛점(Spot)의 유지를 구현하기 위한 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드에 관한 것이다.

일반적으로, 데이터를 기록하기 위해 자기장만을 사용하는 자기기록 방식은 고밀도화될 수록 기록비트의 열적 불안정정이 존재하므로 고밀도화하는데 한계가 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 광을 조사하여 자기기록 매체를 국부적으로 가열하여 매체의 보자력을 일시적으로 감소시켜 기록을 촉진하는 광전송 모듈이 적 용된 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드가 개시된 바 있다.

도 1은 종래의 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드(10)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 개시된 종래의 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드(10)는 자기기록부(20)와, 자기기록매체(40)를 가열하기 위한 광전송 모듈(30)을 포함하여 구성된다.

상기 자기기록부(20)는 자기기록매체(40)에 자기 기록장을 인가하기 위한 기록 폴(21)과, 요크(23)에 의해 기록 폴(21)과 자기적으로 연결되어 자로(磁路)(M)를 형성하는 리턴 폴(25)을 포함한다.

상기 광전송 모듈(30)은 근접장 조명을 통하여 상기 자기기록매체(40)의 소정 부위(A)를 가열하기 위한 것으로, 광원(31)과, 이 광원(31)에서 조사된 광을 도파하는 도파관(35)을 포함한다. 여기서, 상기 광원(31)은 광을 전송하는 광 파이버(33)와, 이 광 파이버(33)에서 출사된 광을 콜리메이팅하는 집적형 구면렌즈(34)를 통하여 상기 도파관(35)에 커플링(Coupling) 된다.

여기서, 상기 자기기록매체(40)는 상기 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드(10)에 대해 화살표 방향(D)으로 상대 이동하는 것으로, 상기 가열부위(A)는 상기 자기기록매체(40)의 상대운동에 의해 상기 기록 폴(21)에 위치된다. 따라서, 상기 기록 폴(21)이 가열된 부분에 대해 수직 자기기록을 수행함으로써, 열적 불안정성이 해소된 상태에서 자기기록을 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드(10)는 상기 자기기록부(20)에 대한 상기 광전송 모듈(30)을 설치함에 있어서, 상기 기록 폴(21)의 외측에 상기 도파관(35)을 부착하는 구조를 가진다. 따라서, 에어 베어링 시스템에 의하여 상기 자기기록부(20)가 상기 자기기록매체(40)에서 부상시, 상기 도파관(35)과 자기기록매체(40) 사이에 일정 간격을 유지할 수 있다.

한편, 상기 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드(10)에 국부적으로 열원을 공급하기 위해서는 상기 도파관(35)의 끝단에 위치한 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)(37)까지 광(또는, 빔)을 전달해야 하며, 상기 나노 어퍼쳐(37)를 통과한 빔이 필드 상승(Field Enhancement)를 일으키면서 국부적으로 열을 가할 수 있다.

그러나, 상기 구조를 갖는 종래의 열 보조 자기기록(HAMR) 헤드는, 나노 어퍼쳐(37)에서 발생되는 빔(Beam)이 입력 빔의 SOP(Small Outline Package)에 따라서 두 매그니튜드(magnitude)의 순서 차이가 발생한다(L.Hasselink: Proc. SPIE. Vol. 4342. pp325(2002)).

또한, 하이(High) PDL(Polarization Dependent Loss)을 얻기 위해서 3D 도파관의 구조가 레이저 다이오드의 캐버티(Cavity)처럼 슬래브(Slab)에 가까울 경우 라이트 소스(Light Source)에서 도파관으로의 커플링(Coupling)이 어려워서 효율적인 시스템이 되지 못한다.

또한, 입력 빔(Input Beam)의 SOP에 따라서 어퍼쳐(37)를 통과한 후 형성되는 스포트(Spot)의 세기 분포(Intensity Distribution)에 차이가 있다. 도 2에서 보여지는 것처럼 입사 빔의 편광이 제대로 컨트롤 되지 못할 때는 두 개의 피크(Peak)가 생길 수도 있다(Jiying Xu: Opt.Engr.Vol.44.pp01800-1(2005)).

또한, 상기 도파관(35)을 통해 빔(beam)이 전달될 때 빔 손실(Loss)이 발생하고 불필요한 방향으로 편광(Polarization)이 발생하기 때문에 상기 나노 어퍼 쳐(37)를 통과한 후 빔의 강도(Intensity)가 약해지고 모양(Shape)이 변하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 도파관(Waveguide)을 통해 전달되는 빔(Beam)의 손실을 줄이고 불필요한 방향에 존재하는 편광(Polarization)을 효과적으로 제거하기 위해 메탈 얼라인먼트 마크(Metal Alignment Mark)를 하부 클래드(Clad) 하단에 형성시킴으로써, 입력 빔이 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)를 통과한 후에도 빔의 강도와 모양이 변하지 않도록 개선한 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 메탈 얼라인먼트 마크(Metal Alignment Mark)를 하부 클래드(Clad) 하단에 형성시킴으로써, 효과적으로 TM 모드를 제거할 수 있고 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)가 형성되어야할 위치를 효과적으로 알려주는 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하부(Low) 클래드(Clad) 두께를 적정하게 유지함으로써 메탈과 같은 어브소빙(Absorbing) 메터리얼(Material)로부터 전달 로스(Propagation Loss)를 최소화시킬 수 있는 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도파관(Waveguide) 제조 방법은, (a) 기판상에 일정 크기의 메탈 층을 형성하는 단계와; (b) 상기 (a) 구조물 상에 상기 메탈 층이 완전 매립되도록 하부 클래드(Lower Clad) 층을 형성하는 단계와; (c) 상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기의 코어(Core) 층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 구조물 상에 상기 코어 층이 완전 매립되도록 상부 클래드(Upper Clad Layer) 층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 메탈 층은 스킨(skin) 깊이보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a) 단계는 상기 기판상에 상기 메탈 층을 형성하기 전에 프로모터(Promoter) 층을 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도파관 구조는, 기판상에 일정 크기로 형성된 메탈 층과; 상기 메탈 층이 완전 매립되도록 상기 기판상에 형성된 하부 클래드층(Low Clad Layer)과; 상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기로 형성된 코어(Core) 층; 및 상기 코어 층이 완전 매립 되도록 상기 하부 클래드층 상에 형성된 상부 클래드층(Upper Clad Layer);을 포함하며, 상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열 보조 자기기록 헤드는, 광원에서 조사된 광의 진행을 가이드 하는 도파관(Waveguide); 및 상기 도파관을 통하여 전송된 광 에너지 분포를 바꾸어 강화된 근접장을 형성하는 나노 어퍼쳐(Nano Aperture);를 포함하여 구성되며, 상기 도파관은: 기판상에 일정 크기로 형성된 메탈 층과; 상기 메탈 층이 완전 매립되도록 상기 기판상에 형성된 하부 클래드 층과; 상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기로 형성된 코어(Core) 층; 및 상기 코어 층이 완전 매립되도록 상기 하부 클래드층 상에 형성된 상부 클래드 층;을 포함하며, 상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 강유전체 하드디스크드라이브(HDD)용 강유전체 미디어 구조 및 그 제조 방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 이때, 도면에 도시된 그림은 설명의 편의상 실제보다 과장되게 도시된 것이다.

도파관 구조

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 도파관 구조를 나타낸 것으로서, 나노 어퍼쳐가 형성되어야 할 도파관 끝 단의 단면을 나타낸 도면이다.

상기 도파관 구조는, 기판(110) 상에 형성된 메탈 층(130)과, 상기 메탈 층(130)이 형성된 기판(110)상에 일정 두께로 형성된 하부 클래드층(Low Clad Layer)(140)과, 상기 하부 클래드층(140) 상에 형성된 코어(Core) 라인(150)과, 상기 코어 라인(150)이 형성된 하부 클래드층(140) 상에 일정 두께로 형성된 상부 클래드층(Upper Clad Layer)(170)을 포함하여 구성된다.

상기 구성에서와 같이, 상기 하부 클래드층(140) 하단에 패턴된 메탈 층(130)이 있어서 TM 모드를 효과적으로 흡수할 뿐만 아니라 나노 어퍼쳐가 형성되어야 할 위치를 효과적으로 알려준다. 이때, 상기 메탈 층(130)은 예를 들어, 금(Au)으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 메탈 층(130) 상에 형성된 상기 하부 클래드층(140)의 두께는 빔의 전달 손실(Propagation Loss)을 최소화하면서 TM 모드만 효과적으로 제거할 수 있게 끔 선택되어 질 수 있다. 그리고, 상위 구조는 도파관으로 된 채널의 형태를 취하고 있다.

또한, 코어(Core)와 클래드(Clad) 간의 구분은 도 5에서 보인 바와 같이, 산소(O₂) 분위기에서 짧은 시간 동안의 식각(Etching)을 통해서 효과적으로 관찰될 수 있다.

[작동원리]

열 보조 자기기록 시스템에서 가장 중요한 키 테크놀러지(Key technologies) 중의 하나는 국부적으로 미디어(media)를 가열하기 위해서 광의 손실을 최소화해서 필드 상승(Field Enhancement) 효과를 나타내는 나노 어퍼쳐까지의 빔의 전달이다. 아울러 입력 빔의 광학적 특성은 필드 상승(Field Enhancement) 효과와 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)를 통해서 형성되는 빔의 모양(Shape)에 중요한 역할을 담당한다. 좋은 빔 모양과 필드 상승를 최대화시키기 위해서는 입력 빔의 SOP가 무엇보다도 중요하다. 일반적으로 도파관의 물리적 치수(Physical Dimension)는 가이드 모드의 SOP를 결정짓는데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 레이저 다이오드의 캐버티(Cavity)처럼 도파관이 두께에 비해서 폭이 많이 크다면 편광(Polarization)의 주 방향은 폭 방향이 될 것이다. 이럴 경우 PDL도 커져서 필드 상승와 빔 모양(Beam Shaping)에는 긍정적인 요인이 되지만 도파관으로의 커플링(Coupling)은 대단히 어려워진다.

일반적으로, 3D 도파관은 슬래브(Slab) 도파관과 달리 폭의 제한이 존재함으로 TE 모드와 TM 모드가 동시에 존재한다. 그리고, 슬래브(Slab)에서처럼 완전한 TE 모드나 TM 모드가 아니고 퀘이사(Quasi)-TE 모드, 퀘이사(Quasi)-TM 모드의 성질을 갖는다.

따라서, 3D 도파관에서 X 방향의 편광을 최대로 하기위해서는 한정된 공간에서는 두께, 즉 Y방향으로의 물리적 치수를 최소로 가져가야 한다. 이 경우 위에서 지적되었듯이, 파이버(Fiber)와 도파관 사이의 모드 프로파일 미스매치(Mode Profile Mismatch)가 큰 관계로 프리 스페이스 옵틱스(Free Space Optics)가 채용 되어야 한다. 마그네틱 헤드의 매우 작은 치수를 고려한다면 바람직한 방향은 아니다. 또한, 필드 상승 효과를 보기 위해서 끝 단에 나노 어퍼쳐를 채용하는 공정은 더욱 어려워진다. 그러나, 본 발명에서 제시한 것처럼, 메탈 층(Metal Layer)이 하부 클래드(Low Clad) 밑에 위치해 있고, 도 3의 시뮬레이션(Simulation) 결과처럼 그것의 두께가 가이드 모드(Guide Mode)의 일렉트릭 필드(Electric Field) 크기(1/e) 이하면 Y축 편광은 메탈에 의한 흡수 작용(Absorption)으로 더 이상 전달하지 못한다. 따라서 이러한 점을 이용해서 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)에 입사하는 빔은 상당히 큰 PDL을 가질 수 있고, 하부 클래드(Low Clad)의 두께를 최적화(Optimization) 시켜서 전달 손실(Propagation Loss)을 최소화시킬 수 있다.

도파관 제조 방법

도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 도파관 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도로서, 상기 도면을 참조하여 본 발명의 도파관 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(100)를 준비한다.

그 다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 실리콘(Si) 웨이퍼(110) 상에 프로모터(Promoter) 층(120)을 형성한 후 열처리한다.

그 다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 프로모터(Promoter) 층(120) 상에 메탈(Metal)을 증착하여 평탄화한 후 식각 공정으로 메탈 층(130)을 패터닝(Patterning) 한다.

그 다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 도 9c의 구조물 상에 하부 클래드 층(Lower Clad Layer)(140)을 증착한다. 이어서, 상기 증착한 하부 클래드 층(140)을 열처리한 다음 ICP 식각 공정을 이용하여 평탄화한다.

그 다음, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 하부 클래드 층(140) 상에 코어(Core) 층(150)을 형성한다.

그 다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 코어 층(150)을 열처리한 다음 ICP 식각 공정을 이용하여 평탄화한다.

그 다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 코어 층(150) 상에 포토레지스트(photoresist: PR) 층(160)을 코팅(Coating)한 후 열처리한다.

그 다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트 층(160)을 리소그래피(lithography) 및 현상(Develop) 공정을 통해 패터닝 한다.

그 다음, 도 4i 및 도 4j에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝 된 포토레지스트 층(160)을 베리어막으로 이용하여 상기 코어 층(150)을 ICP 식각하여 도 4j와 같이 형성한 후 상기 포토레지스트 층(160)을 제거한다.

그 다음, 도 4k에 도시한 바와 같이, 상기 코어 층(150)이 형성된 상기 구조물(도 9m) 상에 상부 클래드 층(Upper Clad Layer)(170)을 증착한다. 이어서, 상기 증착한 상부 클래드 층(170)을 열처리한 다음 ICP 식각 공정을 이용하여 평탄화한다.

마지막으로, 상기 상부 클래드 층(170) 상에 파이렉스(Pyrex) 유리를 본딩한 후 폴리싱(Polishing) 및 다이싱(Dicing) 공정을 실시한 다음, 도파관(Waveguide) 을 식각(Etching)한다. 이때, 에천트(Etchant)는 산소(O₂)를 사용하는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6은 입력 빔 SOP에 대한 나노 어퍼쳐(Nano Aperture) 성능에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 도 5는 필드 상승기간에서 편광 효과를 나타낸 시뮬레이션 결과이고, 도 6은 세기 분포 기간에서 편광 효과를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

먼저, 도 5는 리지(Ridge) 높이가 70nm인 경우 편광을 X방향에서 Y방향으로 바꿀 때 전기의 필드(Electric Field) 세기 및 파워 사용량(Power Throughput)의 변화를 도시하였다.

편광 방향이 Y방향으로 바뀐 경우 전기의 필드 세기 및 파워 사용량이 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 전기의 필드 세기는 10 내지 20nm 위치에서 거의 200배 정도 차이를 보이며, 전력 사용량은 20배 정도 차이를 보였다. 근접(Near) 필드 특성 평가시 편광 방향에 따라 위와 같은 차이를 보일 것으로 예상된다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 도파관 구조 및 그 제조 방법과 이를 이용한 열 보조 자기기록 헤드에 의하면, 하부 클래드(Low Clad) 하단에 메탈 얼라인먼트 마크(Metal Alignment Mark)를 형성함으로써, 코어(Core)의 위치를 쉽게 파악할 수 있다. 따라서 도파관의 나노 어퍼쳐(Nano Aperture) 형성 공정을 별도의 액티브 얼라인먼트(Active Alignment) 없이도 손쉽게 진행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 산소(O₂) 분위기에서 건식 식각(Dry Etch) 진행 시 코어(Core)와 클래드(Clad)의 식각 비율(Rate)이 틀려서 단차가 생기므로 용이하게 코어(Core)와 클래드(Clad) 면을 식별할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도파관을 통해 전달되는 빔(Beam)의 손실을 줄이고 불필요한 방향에 존재하는 편광(Polarization)을 효과적으로 제거할 수 있으며, 입력 빔이 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)를 통과한 후에도 빔의 강도와 모양이 변하지 않는 장점이 있다.

또한, 메탈 얼라인먼트 마크(Metal Alignment Mark)를 하부 클래드(Clad) 하단에 형성시킴으로써, 효과적으로 TM 모드를 제거할 수 있고 나노 어퍼쳐(Nano Aperture)가 형성되어야할 위치를 효과적으로 알려주는 장점이 있다.

Claims

도파관(Waveguide) 제조 방법에 있어서,

(a) 기판상에 일정 크기의 메탈 층을 형성하는 단계와;

(b) 상기 (a) 구조물 상에 상기 메탈 층이 완전 매립되도록 하부 클래드(Lower Clad) 층을 형성하는 단계와;

(c) 상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기의 코어(Core) 층을 형성하는 단계; 및

(d) 상기 (c) 구조물 상에 상기 코어 층이 완전 매립되도록 상부 클래드(Upper Clad Layer) 층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도파관 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 도파관 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 메탈 층은 스킨(skin) 깊이보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 도파관 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는:

상기 기판상에 상기 메탈 층을 형성하기 전에 프로모터(Promoter) 층을 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도파관 제조 방법.
도파관 구조에 있어서,

기판상에 일정 크기로 형성된 메탈 층과;

상기 메탈 층이 완전 매립되도록 상기 기판상에 형성된 하부 클래드층(Low Clad Layer)과;

상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기로 형성된 코어(Core) 층; 및

상기 코어 층이 완전 매립되도록 상기 하부 클래드층 상에 형성된 상부 클래드층(Upper Clad Layer);을 포함하며,

상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 구성된 것을 특징으로 하는 도파관 구조.
열 보조 자기기록 헤드에 있어서,

광원에서 조사된 광의 진행을 가이드 하는 도파관(Waveguide); 및

상기 도파관을 통하여 전송된 광 에너지 분포를 바꾸어 강화된 근접장을 형 성하는 나노 어퍼쳐(Nano Aperture);를 포함하여 구성되며,

상기 도파관은:

기판상에 일정 크기로 형성된 메탈 층과;

상기 메탈 층이 완전 매립되도록 상기 기판상에 형성된 하부 클래드 층과;

상기 하부 클래드 층 상의 상기 메탈 층과 대응되는 위치에 일정 크기로 형성된 코어(Core) 층; 및

상기 코어 층이 완전 매립되도록 상기 하부 클래드층 상에 형성된 상부 클래드 층;을 포함하며,

상기 하부 클래드 층과 상기 상부 클래드 층은 동일한 재질을 사용하거나 또는 각기 다른 재질을 사용하여 구성하되, 상기 코어 층보다 반사지수가 작은 재질을 사용하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 보조 자기기록 헤드.