具有热沉的能量辅助的离散磁道介质制造技术

本发明专利技术涉及具有热沉的能量辅助的离散磁道介质。本发明专利技术公开了一种离散磁道垂直磁记录（ＰＭＲ）盘和制造该盘的方法。所述ＰＭＲ盘可包括布置在衬底上方的热沉层、布置在热沉层上方的中间层和布置在中间层上方的磁记录层。磁记录层可具有凸起区和凹进区，其中热导材料可以布置在一个或更多凹进区中。

【技术实现步骤摘要】

本文所描述的实施例涉及磁盘驱动器领域，并且具体涉及用于能量辅助磁记录驱 动器的垂直磁记录盘。
技术介绍
在磁记录盘中，面密度(areal density)的增加通过减小记录介质中磁性颗粒的 晶粒尺寸从而缩小数据位的面积来实现。然而，减小磁性颗粒的晶粒尺寸也减小颗粒的磁 稳定性。在超顺磁极限，磁性颗粒的晶粒尺寸变得如此小，以致在轻微热搅动下会发生自发 磁性反转。为了应对超顺磁极限，可以在记录介质中使用更高矫顽力的磁性材料。使用更 高矫顽力的磁性材料，可以在写操作过程中要求施加强磁场以磁化记录介质。然而，由于写 入头的物理限制，传统磁性写入头可能无法提供要求的磁场强度。在能量辅助磁记录(EMR)中，记录介质被局部加热以降低写操作过程中磁性材料 的矫顽力。之后，局部区域被快速冷却以保持写入的信息。这允许传统磁性写入头与高矫 顽力磁性材料一起使用。局域加热可通过例如热或热源(如激光)实现。类似地，一种能 量辅助磁记录是热能辅助磁记录(HAMR)。HAMR有时也被称为热辅助磁记录(TAMR)或光辅 助磁记录(OAMR)。
技术实现思路
图IA示出写入头120、激光源130和传统EMR驱动器150内连续PMR盘100的截 面图。PMR盘100可包括衬底101、软底层102、成核层103和磁记录层104。写入头120可 包括写入轭(writeryoke)121和写入线圈(writer coil) 122。激光源130可包括产生激光 束110的波导131。近场换能器(NFT) 132可以耦合到波导131从而在写操作过程中聚焦激 光束110为连续PMR盘100上的激光斑111。来自激光斑111的热量可形成热斑112，其代 表在写操作过程中局部加热的区域。因此，最小记录磁道宽度是由热斑112的尺寸确定的， 因为如果记录磁道比热斑112小，则会由于热斑112热扩散到邻近磁道导致邻近磁道被意 外写入。例如，为了实现1太比特每平方英寸的区域密度，则要求约43纳米(nm)的热斑尺 寸。在传统能量辅助的磁记录中，热斑112尺寸可通过以下方式减小通过NFT 132尺寸 的减小而减小激光斑112的尺寸。为了以连续PMR盘100实现43nm的热斑112尺寸，要求 NFT 132尺寸约为20nm。随着区域密度进一步增加，NFT 132的最小距离要求接近零。这 导致制造NFT 132的光刻工艺的困难增加。图IB示出在写操作过程中传统EMR驱动器150中连续PMR盘100上的热斑112 尺寸。在热斑112内，较暗的阴影指示较热的温度。在此特定示例中，激光源130产生半高 宽度(FWHM)为40nm的激光斑111。产生的热斑112的FWHM为约57. 5nm或比激光斑宽近 20nm。传统EMR驱动器150中热扩散可能由PMR盘100的中间层103的不良热导率所致。为了减小到EMR中邻近磁道的热扩散，开发并讨论了不同磁盘结构，例如，在Kamimura等人的美国专利申请2006/0210838A1 (以下称为“Kamimura”)和Mallary的美 国专利申请2007/0279791Α1(以下称为“Mallary”)中。在Kamimura中，热导槽从磁记录 层下沉到衬底以帮助将热从磁盘表面扩散到衬底内。然而，一直向下至衬底的槽深度会对 制造和热导材料均勻沉积到槽内构成挑战。在Mallary中，在向下延伸到软底层的槽中形成空气间隙。热绝缘体层也插在软 底层上方。然而，在热绝缘体层上方使用空气间隙可减缓热从磁记录层传出。这会增加之 前写入区的冷却时间。结果，如果同一区域在充分冷却前随后暴露于磁场，则之前写入区可 能被无意擦除。附图说明本专利技术通过附图各图中的示例进行图示，而非受附图各图的限制，其中图IA示出传统EMR盘驱动器中写入头、激光源和连续垂直磁记录(PMR)盘的截面 图。图IB示出传统EMR盘驱动器中连续PMR盘上的热斑。图2A示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘的截面图，其中凹进区以空气间隙和热 导材料交替填充。图2B示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘的俯视图，其中凹进区以空气间隙和热 导材料交替填充。图3A示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘的截面图，其中所有凹进区以热导材料 填充。图3B示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘的俯视图，其中所有凹进区以热导材料填充。图4A示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘和示例性中间层的截面图，其中凹进区 延伸通过磁记录层。图4B示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘和示例性中间层的截面图，其中凹进区 向下延伸到软磁底层。图5示出根据本专利技术一个实施例的PMR盘的制造。图6A示出根据本专利技术一个实施例部分制造的PMR盘。图6B示出根据本专利技术一个实施例具有形成于磁盘表面上的凹进区的部分制造的 MR盘。图6C示出根据本专利技术一个实施例在沉积热沉材料后部分制造的PMR盘。图6D示出根据本专利技术一个实施例在除去多余的热沉材料后得到的PMR盘。图7A示出根据本专利技术一个实施例在EMR盘驱动器中的写入头、激光源和PMR盘的 截面图。图7B示出根据本专利技术一个实施例的EMR盘驱动器中PMR盘上的热斑。图8示出根据本专利技术一个实施例的EMR盘驱动器中写入头、激光源和PMR盘的截 面图。具体实施例方式这里参考附图说明实施例。然而，特定实施例可在没有一个或更多这些具体细节、 或与其他已知方法、材料和装置结合的条件下实施。在下面的描述中，记载了许多具体细 节，如具体材料、尺寸和工艺参数等，从而提供透彻的理解。在其他实例中，没有特别详细地 说明已知的制造工艺和设备以避免不必要地模糊要求保护的主题。整个说明书中提到的 “实施例”是指结合此实施例描述的特定部件、结构、材料或特征包括在本专利技术的至少一个 实施例中。因此，在此说明书不同地方，出现的术语“在实施例中”未必指代相同的实施例。 而且，特定部件、结构、材料或特征可以任意适当的方式在一个或更多实施例中结合。下面说明能量辅助磁记录的离散磁道垂直磁记录(PMR)盘和制造PMR盘的方法实 施例。PMR盘可以用在磁盘驱动器系统中，磁盘驱动器系统可包括热源(如激光)以在写操 作过程中局部加热磁盘。在一个实施例中，PMR盘可包括以下层衬底、热沉层、中间层和磁 记录层。中间层可包括，例如软底层和多个成核层。PMR盘表面形貌可具有在磁盘表面上形 成的凸起和凹进区。在一个实施例中，凹进区可从磁盘表面向下延伸到磁记录层内的深度。 在可替换实施例中，凹进区可向下延伸到软底层或中间任意深度。在一个实施例中，至少一 个或更多凹进区填充有热沉材料。图2A示出PMR盘200的一个实施例的横截面示图。图2B示出图2A的PMR盘200 的相应俯视图。在替换实施例中可能出现没有示出的附加层或居间层。在一个实施例中，PMR 盘200可包括衬底201。衬底201可由例如，金属、金属合金，如磷化镍(NiP)、玻璃或本领域 已知的其他衬底材料(包括聚合物和陶瓷)制成。PMR盘200可包括布置在衬底201上方的 热沉层202。在一个实施例中，热沉层202可由铜(Cu)制成。在其他实施例中，也可以使用 其他金属或热导材料。在一个示例性实施例中，热沉层202可具有的厚度约为100纳米(nm)。 热沉层202可以具有布置在热沉层202上方的中间层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直磁记录（ＰＭＲ）盘，其包括：衬底；与所述衬底不同并布置在所述衬底上方的热沉层；布置在所述热沉层上方的多个中间层；布置在所述多个中间层上方的磁记录层，所述磁记录层具有形成在其中的多个凸起区和凹进区；以及热沉材料，其布置在所述多个凹进区的一个或更多凹进区内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EJ钱皮恩，AF托拉比，MR吉本斯，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]