热辅助记录头制造技术

本发明专利技术涉及热辅助记录头，公开了用于垂直记录的写头结构，具有集成在围绕Ｃ孔近场光源的金属膜中的极尖。通过使用双梯度热辅助记录，极尖接近光源能够实现写入磁介质中的数据单元的更精确定位。在双梯度记录中，数据通过影响磁介质的矫顽力的热梯度以及极尖施加的磁场梯度二者的作用被固定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜磁写头结构。更具体而言，本专利技术涉及用于热辅助双梯度记录(dual gradient recording)的薄膜写头结构，其中部分磁写极集成到 光学孔(optical aperture )的结构中，该孔用作脊波导近场光源。
技术介绍
对用于例如硬盘驱动器的磁介质中的更高存储位密度的不断追求已经 使数据单元的尺寸(体积)减小到单元尺度受^ 兹材料晶粒尺寸限制的程度。 尽管晶粒尺寸可进一步减小，但是存在存储于单元中的数据不再热稳定的担 忧，因为环境温度的随机热波动足以擦除数据。该状态描述为超顺磁极限， 这决定了给定磁介质的理论最大存储密度。该极限可通过增加磁介质的矫顽 力或降低温度而提高。当设计硬盘驱动器以用于商业和消费者用途时，降低 温度不是实际可行的选择。提高矫顽力是实际可行的方案，但要求采用更高 磁矩材料的写头或者诸如垂直记录的技术(或两者)。已经提出了另一解决方案，其采用热来降低磁介质表面上局部区域的有 效矫顽力；用宽泛的磁场在该被加热区域内写数据；以及通过冷却介质到环 境温度"固定"数据状态。该技术广泛地称为"热辅助(磁)记录"、TAR 或TAMR。该技术可应用到纵向和垂直记录系统两者，尽管当前技术水平的 最高密度存储系统更可能是垂直记录系统。介质表面的加热通过各种技术实 现，例如聚焦激光束或近场光源。图6 (现有技术)是对于常规热辅助记录，作为介质上的位置的函数的 场强H的曲线图600。光源投射到介质表面上，产生加热区域608。在该区 域内，介质的矫顽力Hk根据曲线602改变，其中最低矫顽力出现在加热区 域608内最热的点。围绕加热区域是所施加的磁场，即强度Heff曲线604。尽管宽泛的场Heff决定正被写入的数据位的值，但是该数据直到介质温度降低到特定值(在该值处Hk-H近，即记录点606)之下才"固定"到介质上。 对于现有技术水平的高密度记录应用，必须尽可能精确地知道该记录点的位置。这可部分地通过尽可能减小加热区域的尺寸来实现，但每个》兹晶粒(或 团簇)的磁和热属性的变化仍可能导致预期磁转变位置与实际位置之间的差 异。该位置"跳动"在以后会产生数据误差。 因此，需要用于热辅助记录的改进方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有集成光源的薄膜磁头，该薄膜磁头包括写极，该写极包括上极层、上极尖和上极唇(lip);近场光源，包括导 电金属膜，C孔形成在该导电金属膜中，该C孔包括具有脊的矩形孔，该脊 从该导电金属膜的第一部分延伸到该矩形孔中，该导电金属膜的第二部分包 含所述上极唇，所述上极唇构成该矩形孔的与脊相反的边界的至少一部分； 以及光波导，用于近场光源的光照。本专利技术的另一目的是提供一种具有集成光源的薄膜^f兹头，该薄膜石兹头包 括写极，该写极包括上极层、上极尖、上极唇和磁阶梯层，该磁阶梯层接 触该上极尖和该上极唇；近场光源，包括导电金属膜，C孔形成在该导电金 属膜中，该C孔包括具有脊的矩形孔，该脊从该导电金属膜的第一部分延伸 到该矩形孔中，该导电金属膜的第二部分包含该上极唇，该上极唇构成该矩 形孔的与脊相反的边界的至少一部分；以及光波导，用于近场光源的光照。附图说明当考虑下面对本专利技术的详细说明时，本专利技术将得到更好理解。参照附图进行这样的说明，附图中图la是根据本专利技术一实施例的包括集成C孔近场光源的薄膜垂直写头设计的部分剖视图；.图lb是根据本专利技术一实施例的图la中的细节101的部分放大剖视图； 图2是根据本专利技术一实施例的图la的垂直写头设计的部分平面图； 图3是根据本专利技术一实施例的图la的垂直写头设计的部分气垫面视图； 图4是才艮据本专利技术一实施例的具有窄的写极唇116的集成C孔118的部分放大气垫面视图5是根据本专利技术一实施例的具有宽的写极唇116的集成C孔118的部分放大气垫面视图；图6 (现有技术)是对于常规热辅助记录，作为介质上位置的函数的场 强H的曲线图；以及图7是对于根据本专利技术一实施例的双梯度热辅助记录，作为介质上位置 的函数的场强H的曲线图。具体实施例方式在常规热辅助记录系统中，如图6 (现有技术)所示，宽泛成形的磁场 加在光学装置产生的亚100nm尺寸的加热区域上。加热区域的受限尺寸防止 数据的跨道写入，但是在磁介质上正被写入的数据的沿道位置方面留下一些 不确定性。这部分地是由于盘中光学吸收分布的形状和盘中横向及纵向的热 传导导致的有限热梯度。热梯度的幅度越大，"固定"数据的位置被越精确 地确定，如图6所示。随着存储密度持续增大且数据单元变得更小，需要减 小"固定"数据的位置上的任何"跳动(jitter)"。本专利技术的一个目的是通过 实现双梯度热辅助记录来提供改善数据记录的实施方式。例如图6中的曲线 604表示的宽泛成形的磁场被在记录点具有更陡峭的梯度的磁场代替，从而 更精确地定位介质上数据单元变成"固定"的点。这一概念示于图7。图7 是对于根据本专利技术一实施例的双梯度热辅助记录，作为介质上位置的函数的 场强H的曲线图700。曲线702表示加热区域708内的介质的头斧顽力Hk。曲 线704表示所施加的由写极产生的磁场Heff。该极设计为在记录点706的位 置附近产生陡峭下降的场梯度，在沿道方向上曲线702和704在记录点706 处交叉。增大的磁场梯度减小了热和磁变量对记录点位置的影响，因而改善 了数据单元位置的精度。然而，在现有技术装置中还没有实现这样的磁场梯度，因为这要求热源 和写极尖之间非常接近的定位。通常，这难以实现，原因在于，由于磁结构 的尺寸和形状以及这些结构对光功率的吸收，所以与孔近场光源非常接近地 构建极尖减小了孔的光效率。通过以不显著降低C孔的效率的方式将部分;兹 写极尖集成到C孔近场光源的结构中，本专利技术克服了这些困难。图la是根据本专利技术一实施例的包括集成C孔近场光源的薄膜垂直写头 设计的部分剖视图100。为了简化和明了所呈现的结构，省略了间隔层、绝 缘层和写线圏层。写头包括下返回^f及层102、背间隙层104、上返回极层106、 上极尖层108。下返回极层102也可在ABS处具有下极尖(未示出)。层IIO是光波导芯，由包层(cladding layer) 112围绕。层110和112延伸通过至 少一部分背间隙层104。细节101示于图lb的放大图中。线圈层(未示出) 以及各种绝缘和间隔层(未示出)将存在于由ABS、背间隙104、下返回极 102和上边界层106、 108和112界定的空间中，如本领域4支术人员所了解的 那样。层102、 104、 106和108由合适的磁合金或磁材料构成，包括Co、 Ni和Fe。层110由合适的光传导材料构成，优选地为丁&205和/或Ti02。如 图所示，芯层IIO沿其长度具有近似一致的横截面。如本领域公知的，光波 导可具有多种其它可行设计，包括沿波导长度具有非一致的芯横截面的平面固态^^殳透镜(planar solid immersion lens )或平面固态^l^殳反射4竟(planar solid immersion mirror )。图lb是根据本专利技术一实施例的图la中的细节101的部分放大剖视图。 极唇116磁耦合到上极尖层108,并磁耦合到可选的磁阶梯层114。近场孔 光源包括C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有集成光源的薄膜磁头，该薄膜磁头包括：　写极，所述写极包括上极层、上极尖和上极唇；　近场光源，包括导电金属膜，Ｃ孔形成在所述导电金属膜中，所述Ｃ孔包括具有脊的矩形孔，所述脊从所述导电金属膜的第一部分延伸到所述矩形孔中，所述 导电金属膜的第二部分包含所述上极唇，所述上极唇构成所述矩形孔的与所述脊相反的边界的至少一部分；以及　光波导，用于所述近场光源的光照。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小罗伯特E方塔纳，詹姆斯T奥尔森，巴里C斯蒂普，蒂莫西C斯特兰德，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]