热辅助磁记录头制造技术

本发明专利技术公开热辅助磁记录头。本发明专利技术的实施方式总体上涉及包括近场换能器的HAMR磁头，该近场换能器具有天线、设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层和设置在表面扩散抑制层上的缝隙。表面扩散抑制层具有比天线高的熔点，并且表面扩散抑制层材料是不能混溶在天线材料中的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式总地涉及数据存储系统，更具体地，涉及用于热辅助记录的写入头。
技术介绍
磁盘驱动器中使用的磁介质中的更高存储位密度已经将磁位的大小(体积)减小到磁位尺寸被磁材料的颗粒大小限制的程度。尽管颗粒大小能够被进一步缩小，但是存储在单元内的数据可能不是热稳定的。也就是说，环境温度的随机热涨落可能足以擦除数据。这种状态被称为超顺磁限制，其决定了给定磁介质的最大理论存储密度。此限制可以通过增大磁介质的矫顽力或者通过降低磁硬盘驱动器的工作温度来提高。当设计用于商业和消费者用途的硬盘驱动器时，降低温度可能不总是切实可行的。另一方面，对于现有写入头，提高矫顽力会使进行记录具有挑战性。已经提出了一种附加解决方案，其使用具有高矫顽力的磁介质，而无需增大写入极材料的磁矩。该方案将介质上的局部区域加热到高于居里温度的温度，藉此降低该局部区域的有效矫顽力，于是使得能以现有写入头在此被加热的区域中写入。一旦介质冷却到居里温度以下，数据状态就变成“固定的”。此技术被普遍称为“热辅助(磁)记录”(TAR或TAMR)、“能量辅助磁记录”(EAMR)或“热辅助磁记录”(HAMR)，这些词在本文中被可互换地使用。它能够被应用于纵向记录系统和垂直记录系统以及“位图案化介质”。介质表面的加热已经通过诸如聚焦的激光束或近场光源的许多技术实现。当激光束或者近场光源被定位以引起磁介质中的加热时，一定百分比的热也会在磁头中产生。此加热能够影响磁头的在诸如空气轴承面(ABS)的面对介质的表面处的形状，因此影响飞行高度。磁头的加热还能影响磁头的可靠性和性能，因为高温能够加速各种膜和结构的热迁移，导致互扩散和尺寸改变。HAMR磁头的变热的主要区域是近场换能器(NFT)和邻近NFT放置的磁极。天线材料包括具有低熔点的贵金属，由此能够在150到400摄氏度范围的中等温度下显示出形态变化。因此，在现有技术中存在对用于HAMR的改进的记录磁头的需要。
技术实现思路
本专利技术的实施方式总体上涉及包括近场换能器的HAMR磁头，该近场换能器具有天线、设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层、以及设置在表面扩散抑制层上面的缝隙。表面扩散抑制层具有比天线更高的熔点，且表面扩散抑制层材料是不能混溶在天线材料中的。在一个实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括近场换能器。该近场换能器包括具有第一熔点的天线和设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层。该表面扩散抑制层具有比第一熔点更高的第二熔点。该近场换能器进一步包括设置于该表面扩散抑制层上面的缝隙。在另一实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括近场换能器，其中该近场换能器包括天线，其中该天线具有在面对介质的表面处的第一端和邻近波导芯的第二端。该近场换能器进一步包括设置在天线上面的缝隙、设置在天线和缝隙之间的第一表面扩散抑制层、设置在天线的第二端与波导芯之间的第二表面扩散抑制层、以及设置在天线的在面对介质的表面处的第一端的第三表面扩散抑制层。在另一实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括第一包层材料，设置在第一包层材料上的波导芯，设置在波导芯上的第二包层材料，以及被多个表面扩散抑制层包围的天线，其中天线和表面扩散抑制层被嵌入在第二包层材料中，并且其中天线在面对介质的表面处具有锥形尖端。附图说明以本专利技术的以上记载的特征能被详细理解的方式，可以参考实施方式有对以上简略概括的本专利技术的更具体的说明，实施方式中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本专利技术的典型实施方式，因而不应被认为是其范围的限制，因为本专利技术可以允许涉及磁头的任何领域中的其他等效实施方式。图1A-1B示出根据本文描述的实施方式的磁盘驱动器系统。图2示出根据本文描述的一实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。图3A-3J是根据本专利技术的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。图4A-4D是根据本专利技术的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。图5A-5H是根据本专利技术的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。图6A-6B是根据本专利技术的实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。图7是根据本专利技术的一个实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。图8是根据本专利技术的一个实施方式的图7所示天线的顶视图。为便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来指代各图共有的相同的元件。应理解，一个实施方式中公开的元件可以被有益地用到其他实施方式而无需特别说明。具体实施方式以下，参考本专利技术的实施方式。然而，应当理解，本专利技术不受限于具体描述的实施方式。相反，以下特征和元件的任何组合，无论是否涉及不同实施方式，都被认为实施和实践了本专利技术。进一步，尽管本专利技术的实施方式可以获得优于其他可能的技术方案和/或现有技术的优点，但是是否特定优点被给定实施方式实现不是对本专利技术的限制。因而，以下的方面、特征、实施方式和优点仅是示意性的，不被认为是所附权利要求的元素或限制，除了权利要求中明确叙述外。同样，对“本专利技术”的提及不应被当作对本文公开的任何专利技术主题的概括，并且不应被认为是所附权利要求的元素或限制，除非在权利要求中明确叙述。本专利技术的实施方式笼统地涉及包括近场换能器的HAMR磁头，该近场换能器具有天线、设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层和设置在表面扩散抑制层上面的缝隙。表面扩散抑制层具有比天线高的熔点，并且表面扩散抑制层材料是不能混溶在天线材料中的。图1A示出实施本专利技术的磁盘驱动器100。如图所示，至少一个可旋转的磁盘112被支撑在主轴114上，并且被磁盘驱动器电机118旋转。每个磁盘上的磁记录采用磁盘112上同心数据轨道(未示出)的环形图样的形式。至少一个滑块113被定位在磁盘112附近，每个滑块113支撑一个或更多个可以包括用于加热磁盘表面122的辐射源(例如激光或电阻加热器)的磁头组件121。随着磁盘旋转，滑块113在磁盘表面122上方径向地移入和移出，从而磁头组件121可以访问磁盘112的写有所需数据的不同轨道。每个滑块113借助悬架115被连接在致动器臂119上。悬架115提供使滑块113偏向磁盘表面122的轻微弹力。每个致动器臂119被连接到致动器装置127。如图1A所示的致动器装置127可以是音圈电机(VCM)。VCM包括可在固定磁场中移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热辅助磁记录头，包括：近场换能器，其中所述近场换能器包括：具有第一熔点的天线；设置在所述天线的一部分上的表面扩散抑制层，其中所述表面扩散抑制层具有比所述第一熔点高的第二熔点；以及设置在所述表面扩散抑制层上面的缝隙。

【技术特征摘要】
2014.01.17 US 14/158,5151.一种热辅助磁记录头，包括：
近场换能器，其中所述近场换能器包括：
具有第一熔点的天线；
设置在所述天线的一部分上的表面扩散抑制层，其中所述表面扩散抑
制层具有比所述第一熔点高的第二熔点；以及
设置在所述表面扩散抑制层上面的缝隙。
2.如权利要求1的热辅助磁记录头，进一步包括：
设置在所述近场换能器上面的第一导热层；
设置在所述第一导热层上面的磁唇；
设置在所述第一导热层上面和所述磁唇的垂直侧面上面的第二导热层；
设置在所述第二导热层上面的散热器；以及
设置在所述散热器、所述第二导热层和所述磁唇上面的写入极。
3.如权利要求2的热辅助磁记录头，其中所述表面扩散抑制层是Au
合金，所述Au合金包括从Rh、Ru、W、Mo、Ir、Co、Pt、B和Ni组成的
组选出的材料。
4.如权利要求3的热辅助磁记录头，其中所述表面扩散抑制层具有小
于10纳米的厚度。
5.如权利要求2的热辅助磁记录头，进一步包括设置在所述表面扩散
抑制层上的粘合层，其中所述粘合层包括从Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、NiTa、
NiCr、NiTi、NiHf和NiZr组成的组选出的材料。
6.如权利要求5的热辅助磁记录头，其中所述粘合层具有小于5纳米
的厚度。
7.如权利要求1的热辅助磁记录头，进一步包括：
设置在所述缝隙上面覆盖所述缝隙的一部分的磁唇；
设置在所述磁唇和所述缝隙之间且在所述磁唇的垂直侧面上面的第一
导热层；
第二导热层，其设置在所述天线、所述缝隙的未被所述第一导热层覆盖
的垂直侧面和上表面、以及所述第一导热层的垂直侧面上面；
设置在所述第二导热层上面的散热器；以及
写入极，其设置在所述散热器、所述第一导热层、所述第二导热层和所
述磁唇上面。
8.如权利要求7的热辅助磁记录头，其中所述表面扩散抑制层是Au
合金，所述Au合金包括从Rh、Ru、W、Mo、Ir、Co、Pt、B和Ni组成的
组选出的材料。
9.如权利要求7的热辅助磁记录头，进一步包括设置在所述表面扩散
抑制层上的粘合层，其中所述粘合层包括从Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、NiTa、
NiCr、NiTi、NiHf和NiZr组成的组选出的材料。
10.如权利要求1的热辅助磁记录头，进一步包括：
设置在所述缝隙上面的第一导热层；
磁唇，其设置在所述第一导热层上面覆盖所述第一导热层的第一部分；
第二导热层，其设置在所述天线、所述缝隙的垂直侧面、所述第一导热
层的第二部分、以及所述磁唇的垂直侧面上面；
散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·巴拉曼，V·P·S·拉瓦特，
申请(专利权)人：HGST荷兰公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL