熱輔助磁記錄頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式總地涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，更具體地，涉及用于熱輔助記錄的寫入頭。
【背景技術(shù)】
[0002]磁盤驅(qū)動器中使用的磁介質(zhì)中的更高存儲位密度已經(jīng)將磁位的大小(體積)減小到磁位尺寸被磁材料的顆粒大小限制的程度。盡管顆粒大小能夠被進(jìn)一步縮小，但是存儲在單元內(nèi)的數(shù)據(jù)可能不是熱穩(wěn)定的。也就是說，環(huán)境溫度的隨機(jī)熱漲落可能足以擦除數(shù)據(jù)。這種狀態(tài)被稱為超順磁限制，其決定了給定磁介質(zhì)的最大理論存儲密度。此限制可以通過增大磁介質(zhì)的矯頑力或者通過降低磁硬盤驅(qū)動器的工作溫度來提高。當(dāng)設(shè)計用于商業(yè)和消費者用途的硬盤驅(qū)動器時，降低溫度可能不總是切實可行的。另一方面，對于現(xiàn)有寫入頭，提高矯頑力會使進(jìn)行記錄具有挑戰(zhàn)性。
[0003]已經(jīng)提出了一種附加解決方案，其使用具有高矯頑力的磁介質(zhì)，而無需增大寫入極材料的磁矩。該方案將介質(zhì)上的局部區(qū)域加熱到高于居里溫度的溫度，藉此降低該局部區(qū)域的有效矯頑力，于是使得能以現(xiàn)有寫入頭在此被加熱的區(qū)域中寫入。一旦介質(zhì)冷卻到居里溫度以下，數(shù)據(jù)狀態(tài)就變成“固定的”。此技術(shù)被普遍稱為“熱輔助(磁)記錄”(TAR或TAMR)、“能量輔助磁記錄”(EAMR)或“熱輔助磁記錄”(HAMR)，這些詞在本文中被可互換地使用。它能夠被應(yīng)用于縱向記錄系統(tǒng)和垂直記錄系統(tǒng)以及“位圖案化介質(zhì)”。介質(zhì)表面的加熱已經(jīng)通過諸如聚焦的激光束或近場光源的許多技術(shù)實現(xiàn)。
[0004]當(dāng)激光束或者近場光源被定位以引起磁介質(zhì)中的加熱時，一定百分比的熱也會在磁頭中產(chǎn)生。此加熱能夠影響磁頭的在諸如空氣軸承面(ABS)的面對介質(zhì)的表面處的形狀，因此影響飛行高度。磁頭的加熱還能影響磁頭的可靠性和性能，因為高溫能夠加速各種膜和結(jié)構(gòu)的熱迀移，導(dǎo)致互擴(kuò)散和尺寸改變。
[0005]HAMR磁頭的變熱的主要區(qū)域是近場換能器(NFT)和鄰近NFT放置的磁極。天線材料包括具有低熔點的貴金屬，由此能夠在150到400攝氏度范圍的中等溫度下顯示出形態(tài)變化。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中存在對用于HAMR的改進(jìn)的記錄磁頭的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實施方式總體上涉及包括近場換能器的HAMR磁頭，該近場換能器具有天線、設(shè)置于天線的一部分上的表面擴(kuò)散抑制層、以及設(shè)置在表面擴(kuò)散抑制層上面的縫隙。表面擴(kuò)散抑制層具有比天線更高的熔點，且表面擴(kuò)散抑制層材料是不能混溶在天線材料中的。
[0007]在一個實施方式中，公開了一種HAMR磁頭。該HAMR磁頭包括近場換能器。該近場換能器包括具有第一熔點的天線和設(shè)置于天線的一部分上的表面擴(kuò)散抑制層。該表面擴(kuò)散抑制層具有比第一熔點更高的第二熔點。該近場換能器進(jìn)一步包括設(shè)置于該表面擴(kuò)散抑制層上面的縫隙。
[0008]在另一實施方式中，公開了一種HAMR磁頭。該HAMR磁頭包括近場換能器，其中該近場換能器包括天線，其中該天線具有在面對介質(zhì)的表面處的第一端和鄰近波導(dǎo)芯的第二端。該近場換能器進(jìn)一步包括設(shè)置在天線上面的縫隙、設(shè)置在天線和縫隙之間的第一表面擴(kuò)散抑制層、設(shè)置在天線的第二端與波導(dǎo)芯之間的第二表面擴(kuò)散抑制層、以及設(shè)置在天線的在面對介質(zhì)的表面處的第一端的第三表面擴(kuò)散抑制層。
[0009]在另一實施方式中，公開了一種HAMR磁頭。該HAMR磁頭包括第一包層材料，設(shè)置在第一包層材料上的波導(dǎo)芯，設(shè)置在波導(dǎo)芯上的第二包層材料，以及被多個表面擴(kuò)散抑制層包圍的天線，其中天線和表面擴(kuò)散抑制層被嵌入在第二包層材料中，并且其中天線在面對介質(zhì)的表面處具有錐形尖端。
【附圖說明】
[0010]以本發(fā)明的以上記載的特征能被詳細(xì)理解的方式，可以參考實施方式有對以上簡略概括的本發(fā)明的更具體的說明，實施方式中的一些在附圖中示出。然而，應(yīng)注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實施方式，因而不應(yīng)被認(rèn)為是其范圍的限制，因為本發(fā)明可以允許涉及磁頭的任何領(lǐng)域中的其他等效實施方式。
[0011]圖1A-1B示出根據(jù)本文描述的實施方式的磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)。
[0012]圖2示出根據(jù)本文描述的一實施方式的能進(jìn)行HAMR的磁頭的橫截面示意圖。
[0013]圖3A-3J是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的處于不同加工階段的磁頭的ABS視圖。
[0014]圖4A-4D是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的處于不同加工階段的磁頭的ABS視圖。
[0015]圖5A-5H是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的處于不同加工階段的磁頭的ABS視圖。
[0016]圖6A-6B是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的能進(jìn)行HAMR的磁頭的橫截面示意圖。
[0017]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能進(jìn)行HAMR的磁頭的橫截面示意圖。
[0018]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖7所示天線的頂視圖。
[0019]為便于理解，在可能的情況下，使用了相同的附圖標(biāo)記來指代各圖共有的相同的元件。應(yīng)理解，一個實施方式中公開的元件可以被有益地用到其他實施方式而無需特別說明。
【具體實施方式】
[0020]以下，參考本發(fā)明的實施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受限于具體描述的實施方式。相反，以下特征和元件的任何組合，無論是否涉及不同實施方式，都被認(rèn)為實施和實踐了本發(fā)明。進(jìn)一步，盡管本發(fā)明的實施方式可以獲得優(yōu)于其他可能的技術(shù)方案和/或現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點，但是是否特定優(yōu)點被給定實施方式實現(xiàn)不是對本發(fā)明的限制。因而，以下的方面、特征、實施方式和優(yōu)點僅是示意性的，不被認(rèn)為是所附權(quán)利要求的元素或限制，除了權(quán)利要求中明確敘述外。同樣，對“本發(fā)明”的提及不應(yīng)被當(dāng)作對本文公開的任何發(fā)明主題的概括，并且不應(yīng)被認(rèn)為是所附權(quán)利要求的元素或限制，除非在權(quán)利要求中明確敘述。
[0021]本發(fā)明的實施方式籠統(tǒng)地涉及包括近場換能器的HAMR磁頭，該近場換能器具有天線、設(shè)置于天線的一部分上的表面擴(kuò)散抑制層和設(shè)置在表面擴(kuò)散抑制層上面的縫隙。表面擴(kuò)散抑制層具有比天線高的熔點，并且表面擴(kuò)散抑制層材料是不能混溶在天線材料中的。
[0022]圖1A示出實施本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器100。如圖所示，至少一個可旋轉(zhuǎn)的磁盤112被支撐在主軸114上，并且被磁盤驅(qū)動器電機(jī)118旋轉(zhuǎn)。每個磁盤上的磁記錄采用磁盤112上同心數(shù)據(jù)軌道(未示出)的環(huán)形圖樣的形式。
[0023]至少一個滑塊113被定位在磁盤112附近，每個滑塊113支撐一個或更多個可以包括用于加熱磁盤表面122的輻射源(例如激光或電阻加熱器)的磁頭組件121。隨著磁盤旋轉(zhuǎn)，滑塊113在磁盤表面122上方徑向地移入和移出，從而磁頭組件121可以訪問磁盤112的寫有所需數(shù)據(jù)的不同軌道。每個滑塊113借助懸架115被連接在致動器臂119上。懸架115提供使滑塊113偏向磁盤表面122的輕微彈力。每個致動器臂119被連接到致動器裝置127。如圖1A所示的致動器裝置127可以是音圈電機(jī)(VCM)。VCM包括可在固定磁場中移動的線圈，線圈移動的方向和速度通過控制單元129提供的電機(jī)電流信號控制。
[0024]在能進(jìn)行TAR或HAMR的磁盤驅(qū)動器100的工作過程中，磁盤112的旋轉(zhuǎn)在滑塊113和磁盤表面122之間產(chǎn)生空氣軸承，空氣軸承在滑塊113上施加向上的力或者舉力。于是，空氣軸承反向平衡懸架115的輕微彈力，并且在正常工作期間以小的基本恒定的間距將滑塊113略微支撐在磁盤112表面上方。輻射源加熱高矯頑力介質(zhì)，從而磁頭組件121的寫入元件可以正確地磁化介質(zhì)中的數(shù)據(jù)位。
[0025]磁盤驅(qū)動器100的各種部件在工作中通過控制單元129產(chǎn)生的諸如訪問控制信號和內(nèi)部時鐘信號的控制信號控制。通常，控制單元129包括邏輯控制電路、存儲裝置和微處理器。控制單元129產(chǎn)生控制各種系統(tǒng)操作的控制信號，諸如線123上的驅(qū)動器電機(jī)控制信號和線128上的磁頭定位和尋找控制信號。線128上的控制信號提供所需的電流分布以最優(yōu)地移動和定位滑塊113到磁盤112上的所需數(shù)據(jù)軌道。寫入信號和讀取信號借助記錄通道125被傳輸?shù)胶蛡鬏斪越M件121上的寫入頭和讀取頭。
[0026]以上對典型磁盤存儲系統(tǒng)的描述和圖1A的相伴的圖示僅為了描述目的。應(yīng)當(dāng)明顯的是，磁盤存儲系統(tǒng)可包含大量磁盤和致動器，并且每個致動器可支撐多個滑塊。
[0027]圖1B是根據(jù)本文描述的一個實施方式的，能進(jìn)行HAMR的寫入頭101的橫截面示意圖。寫入頭101被可操作地連接到由激光驅(qū)動器150提供能量的激光器155 (即輻射源)上。激光器155可以被直接放置在寫入頭101上，或者輻射可以通過光纖或波導(dǎo)自定位成與滑塊分離的激光器155傳