用于自旋转矩振荡器的低Bs自旋极化器制造技术

本发明专利技术涉及用于自旋转矩振荡器的低Bs自旋极化器。在一个实施例中，磁头包括：主磁极，其被定位配置成当电流被施加到写线圈时产生写磁场；和自旋转矩振荡器(STO)，其定位成与主磁极相邻，该STO被配置成当将电流施加到其时产生高频磁场，其中高频磁场与写磁场同时产生以辅助磁记录介质的反向磁化。STO包括：自旋极化层(SPL)、定位成与SPL相邻的场产生层(FGL)、和定位在SPL与FGL之间的一个或多个中间层，并且SPL的易磁化轴被定位在面内方向上，使得SPL不存在垂直的磁各向异性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储系统，并且更具体地，本专利技术涉及利用在低电流下振荡的自旋转矩振荡器(STO)的微波辅助磁记录(MAMR)头。
技术介绍
计算机的心脏是硬磁盘驱动器(HDD)，其通常包括旋转磁盘、具有读头和写头的滑动块、在转盘上方的悬臂和使悬臂摆动以将读头和/或写头放置在转盘上所选择的数据轨道上的致动器臂。悬臂使滑动块致偏以当盘不旋转时与盘的表面相接触，当盘旋转时，空气通过与滑动块的空气轴承表面(ABS)相邻的转盘打旋，促使滑动块骑跨在离转盘的表面微小距离的空气轴承上。当滑动块骑跨在空气轴承上时，写头和读头被用于将磁印象(magneticimpression)写入到转盘以及从转盘读取磁信号场。读写头连接到处理电路，其根据计算机程序工作以实现写入和读取功能。在信息时代下信息处理的量迅速增加。具体地，期望HDD能够将更多信息存储在它们有限的区域和量中。该期望的技术方法是通过增加HDD的记录密度来增加容量。为了实现更高的记录密度，可以使用微波辅助磁记录(MAMR)。在MAMR中，为了实现期望的辅助影响，有必要通过自旋转矩振荡器(STO)施加大量电流。然而，由于这种大电流，因热量的产生和电迁移公差，可靠性成为问题。为了提高可靠性，以较小的电流使STO振荡的一些方式将是有益的。
技术实现思路
在一个实施例中，磁头包括：主磁极，其被配置成当电流被施加到写线圈时产生写磁场；和自旋转矩振荡器(STO)，其定位成与主磁极相邻，该STO被配置成当将电流施加到其时产生高频磁场，其中高频磁场与写磁场同时产生以辅助磁记录介质的反向磁化。STO包括：自旋极化层(SPL)、定位在SPL上方的场产生层(FGL)、和定位在SPL与FGL之间的一个或多个中间层，并且SPL的易磁化轴被定位在面内方向上，使得SPL不存在垂直的磁各向异性。在另一个实施例中，用于产生磁头的方法包括在面对介质的表面处形成主磁极，在主磁极上方形成STO，STO包括形成在主磁极上方的FGL、形成在FGL上方的SPL、和形成在SPL和FGL之间的一个或多个中间层。SPL的易磁化轴被定位在面内方向上，使得SPL不存在垂直的磁各向异性，并且SPL的饱和磁通密度(Bs_SPL)乘以SPL的厚度(t_SPL)小于FGL的饱和磁通密度(Bs_FGL)乘以FGL的厚度(t_FGL)，因而Bs_SPL*t_SPL<Bs_FGL*t_FGL。在又一实施例中，STO包括SPL、定位成与SPL相邻的FGL、和定位在SPL和FGL之间的一个或多个中间层，其中SPL的易磁化轴定位在面内方向上，使得SPL不存在垂直的磁各向异性，并且SPL的饱和磁通密度(Bs_SPL)乘以SPL的厚度(t_SPL)小于FGL的饱和磁通密度(Bs_FGL)乘以FGL的厚度(t_FGL)，因而Bs_SPL*t_SPL<Bs_FGL*t_FGL。任意这些实施例可以在磁数据存储系统(诸如，盘驱动器系统)中被实施，磁数据存储系统可以包括磁头、用于经磁头传递磁介质(例如，硬盘)的驱动机构、和电联接到磁头的控制器。本专利技术的其它方面和优点将从结合附图所做的下列详细描述变得明显，下列详细描述通过举例的方式说明本专利技术的原理。附图说明为了更充分地理解本专利技术的性质和优点以及优选使用模式，参考结合附图所做的下列详细描述。图1是磁记录盘驱动系统的简要附图。图2A是在利用纵向记录格式的记录介质的分段中的示意图示。图2B是用于如图2A中的纵向记录的传统磁记录头和记录介质组合的示意图示。图2C是利用垂直记录格式的磁记录介质。图2D是用于一侧上的垂直记录的记录头和记录介质组合的示意图示。图2E是适于独立地记录在介质的两侧上的记录装置的示意图示。图3A是具有螺旋形线圈的垂直头的一个具体实施例的截面图。图3B是具有螺旋形线圈的背负式磁头的一个具体实施例的截面图。图4A是具有成圈的线圈的垂直头的一个具体实施例的截面图。图4B是具有成圈的线圈的背负式磁头的一个具体实施例的截面图。图5A示出在一个实施例中的自旋转矩振荡器(STO)的简化图。图5B示出在一个实施例中的STO的简化截面图。图6示出在一个实验中对振荡开始电流的检测。图7示出关于各种STO设计的振荡开始偏压(其与振荡开始电流相关)。图8示出与其它SPL设计相比使用低Bst自旋极化层(SPL)的驱动电压下降。图9A示出关于典型的STO所示的STOR-Hx波形。图9B示出根据一个实施例的关于低BstSTO所示的STOR-Hx波形。图10示出根据一个实施例的方法的流程图。具体实施方式进行下列描述是为了示出本专利技术的大体原理并且并不意味着限制本文所主张的本专利技术的概念。此外，本文所描述的特定特征可以结合在各个可能的组合和排列中的每一个中其它所描述的特征使用。除本文另外特别定义之外，所有术语将被给出它们最广泛的可能的解释，包括隐含于说明书的含义以及本领域的技术人员所理解的含义和/或如在字典、论文等中定义的含义。还必须指出，如在说明书和所附权利要求要求中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数指示物，除另外指定之外。下列描述公开了盘基存储系统和/或相关的系统和方法以及其操作和/或零部件的几个优选实施例。在一个实施例中，在具有自旋转矩振荡器(STO)的微波辅助磁记录(MAMR)头中，自旋极化层(SPL)和场产生层(FGL)的厚度和饱和磁通密度受到控制以允许STO以较低的电流振荡。在一个一般实施例中，磁头包括：主磁极，其被配置成当电流被施加到写线圈时产生写磁场以反向磁化磁记录介质以将数据记录到其；和STO，其定位成与主磁极相邻，该STO被配置成当将电流施加到其时产生高频磁场，其中高频磁场同时产生到写磁场以辅助磁记录介质的反向磁化。STO包括：SPL、定位成与SPL相邻的FGL、和定位在SPL与FGL之间的一个或多个中间层，并且SPL的易磁化轴被定位在面内方向上，使得SPL不存在垂直的磁各向异性。在另一个一般实施例中，用于产生磁头的方法包括在面对介质的表面处形成主磁极，在主磁极上方形成STO，STO包括形成在主磁极上方的FGL、形成在FGL上方的SPL、和形成在SPL和FGL之间的一个或多个中间层。SPL的易磁化轴被定位在面内方向上，使得SPL不存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头，包括：主磁极，所述主磁极被配置成当电流被施加于写线圈时生成写磁场；和定位成与所述主磁极相邻的自旋转矩振荡器(STO)，所述STO被配置成当电流被施加于其时生成高频磁场，其中，所述高频磁场与所述写磁场同时产生，其中，所述STO包括：自旋极化层(SPL)；定位成与所述SPL相邻的场产生层(FGL)；和定位在所述SPL与所述FGL之间的一个或多个中间层，以及其中，所述SPL的易磁化轴定位在面内方向上，使得所述SPL不存在垂直磁各向异性。

【技术特征摘要】
2014.11.26 US 14/555,4841.一种磁头，包括：
主磁极，所述主磁极被配置成当电流被施加于写线圈时生成写磁
场；和
定位成与所述主磁极相邻的自旋转矩振荡器(STO)，所述STO
被配置成当电流被施加于其时生成高频磁场，其中，所述高频磁场与
所述写磁场同时产生，
其中，所述STO包括：
自旋极化层(SPL)；
定位成与所述SPL相邻的场产生层(FGL)；和
定位在所述SPL与所述FGL之间的一个或多个中间层，以及
其中，所述SPL的易磁化轴定位在面内方向上，使得所述SPL不
存在垂直磁各向异性。
2.如权利要求1所述的磁头，进一步包括定位在所述STO的SPL
侧上的尾屏蔽件，所述尾屏蔽件被配置成用作返回电极，其中，所述
STO定位在面对介质的表面处，在所述主磁极和所述尾屏蔽件之间与
所述主磁极相邻。
3.如权利要求1所述的磁头，进一步包括定位在所述STO的FGL
侧上的尾屏蔽件，所述尾屏蔽件被配置成用作返回电极，其中，所述
STO定位在面对介质的表面处，在所述主磁极和所述尾屏蔽件之间与
主磁极相邻。
4.如权利要求1所述的磁头，其中，所述SPL的饱和磁通密度
(Bs_SPL)乘以所述SPL的厚度(t_SPL)小于所述FGL的饱和磁通
密度(Bs_FGL)乘以所述FGL的厚度(t_FGL)。
5.如权利要求1所述的磁头，其中，所述SPL包括Ni、Fe、和

\tCo中的至少一种，并且其中，所述SPL的饱和磁通密度(Bs_SPL)与
所述SPL的厚度(t_SPL)的乘积不大于约10nmT。
6.如权利要求5所述的磁头，其中，所述SPL还包括从由Cu、
Ge、Si、和B构成的组中选择的非磁性材料(X)，并且其中，Bs_SPL
*t_SPL≤5nmT。
7.如权利要求6所述的磁头，其中，当所述SPL包括NiX时，所
述非磁性材料构成所述NiX的从约0.1at％至约50at％。
8.如权利要求6所述的磁头，其中，当所述SPL包括CoFeX时，
所述非磁性材料构成所述CoFeX的从约20at％至约80at％。
9.如权利要求1所述的磁头，其中，所述SPL的厚度在从约0.5nm
至约10nm的范围内。
10.如权利要求1所述的磁头，其中，电流在从所述FGL到所述
SPL的方向上流经所述STO。
11.一种磁数据存储系统，包括：
至少一个如权利要求1所述的磁头；
磁记录介质；
驱动机构，所述驱动机构用于使所述磁记录介质经过所述至少一
个磁头；和
控制器，所述控制器电联接到所述至少一个磁头，用于控制所述
至少一个磁头...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤阳，椎本正人，五十岚万寿和，长坂惠一，冈村进，佐藤雅重，
申请(专利权)人：HGST荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL