HGST разработала инновационный материал для производства жестких дисков с 10-нм битовой структурой

HGST Labs объявила об объединении двух инновационных технологий: самособирающихся молекул и наноимпринтинга — которые позволят формировать обширные области из магнитных островков шириной всего 10 нанометров (около50 атомов, что примерно в 100 000 раз тоньше человеческого волоса).

«Как создатели первого жесткого диска, мы рады продолжить традицию инноваций и представить миру новую нанотехнологическую разработку, — отмечает Карри Мюнсе (Currie Munce), вице-президент HGST Research. — Передовые технологии самособирающихся молекул и наноимпринтинга, примененные HGST Labs, окажут огромное влияние на индустрию, и носители данных с битовой структурой станут рентабельным способом повышения плотности магнитных жестких дисков еще до конца десятилетия». 

Открытия HGST в области нанолитографии помогут преодолеть трудности существующего процесса фотолитографии. Развитие этой технологии, которую выбирали многие производители полупроводниковых компонентов и которая позволяла делать компоненты микросхем все миниатюрнее за счет сокращения длины световой волны, улучшения оптики, масок, фоточувствительного материала и методов оптимизации, замедлилось, поскольку источники УФ-излучения стали слишком сложными и дорогими. 

Таким образом, HGST становится ведущим игроком в сфере нанолитографии. Сегодня компания предлагает нестандартное решение возникших проблем, которое отвечает строгим техническим и экономическим требованиям отрасли. Достижения HGST в нанолитографии очень своевременны, учитывая, что требования к емкости дисков растут в связи с развитием облачных вычислений, социальных сетей и мобильных технологий. Все эти технологии генерируют огромные объемы цифрового контента, который необходимо эффективно хранить, предоставлять и которым нужно управлять. 

Процесс нанолитографии 

На конференции SPIE Advanced Lithography 2013, которая прошла на этой неделе в Сан-Хосе (Калифорния), специалист HGST, Том Альбрехт (Tom Albrecht), рассказал о последних достижениях компании в области нанолитографии. Его доклад был посвящен работе, проведенной совместно с компанией Molecular Imprints Inc. (Остин, Техас), по формированию структур из плотно размещенных магнитных островков, которые обычно используются в жестких дисках. 

В самособирающихся молекулах используются гибридные полимеры, называемые блок-сополимерами. Эти полимеры состоят из отталкивающихся друг от друга сегментов. После нанесения тонкой пленкой на специально подготовленную поверхность эти сегменты формируют идеальные ряды. Расстояние между рядами зависит от размера полимерных сегментов. После создания полимерных структур применяется специальный технологический процесс, который уменьшает размер сегментов так, что из одного ряда получается два. Затем из полученных структур создаются шаблоны для наноимпринтинга — процесса прецизионного штампования, в рамках которого шаблон переносится на подложку микросхемы или диска. Ключевой проблемой стала подготовка поверхности, которая бы позволила разместить блок-сополимеры в радиально-круговом порядке, применяющемся во вращающихся дисках. HGST — первая компания, которой удалось совместить самособирающиеся молекулы, процесс удвоения рядов и наноимпринтинг, что, в свою очередь, позволило разместить прямоугольные структуры размером 10 нм по окружности. 

Достижения компании служат достаточным основанием для разработки рентабельных промышленных методов создания намагниченных структур с плотностями, значительно превышающими те, которые существуют сейчас. Плотность хранения данных на структурах шириной 10 нм, разработанных компанией HGST, в два раза больше, чем у современных жестких дисков, при этом лабораторные испытания показывают отличные результаты в отношении записи, чтения и сохранения данных. Было подсчитано, что если применить процесс наноимпринтинга для целого диска, то общее количество дискретных структур составит более триллиона. 

«Нам удалось создать сверхмалые структуры без использования традиционной фотолитографии, — говорит Альбрехт. — И мы убеждены, что с помощью специальных химических процессов и подготовки поверхности размеры структур для хранения данных можно сделать еще меньше». 

Поскольку самособирающиеся молекулы формируют повторяющиеся структуры, исследователи считают, что они идеально подойдут для создания носителей данных с битовой структурой для жестких дисков, абсолютно одинаковых по величине областей для компьютерной памяти, различных контактных элементов и других периодических элементов компьютерных микросхем. Технологии наноимпринтинга и самособирающихся молекул очень легко реализовать в изделиях с низкими требованиями к дефектоустойчивости (например, дисковые накопители и память), однако ведутся работы по совершенствованию технологий и в будущем их можно будет использовать для изготовления более требовательных компонентов.