用于探询碳层厚度的方法和系统技术方案

本发明专利技术描述一种探询碳层厚度的方法和系统。碳层驻留在磁记录磁头和磁记录盘中的至少之一上。该方法和系统包括在碳层上设置增强膜。增强膜在碳层的一部分上是连续的。该方法和系统还包括将增强膜暴露于来自光源的光，以及检测来自碳层的散射光以提供表面增强拉曼光谱法(SERS)光谱。增强膜驻留在光源和碳层之间。该方法和系统还包括基于SERS光谱确定碳层的厚度。

【技术实现步骤摘要】
用于探询碳层厚度的方法和系统
技术介绍
图1描绘常规的磁盘驱动器10的一部分。常规的磁盘驱动器包括碳层14和下部衬底12。例如，衬底可以是滑动件12的一部分。另外，其它结构可以被制造在滑动件12 上。滑动件12可以包括诸如写换能器屏蔽件、读换能器屏蔽件、电介质层或者图1中未明确示出的其它特征等结构。在这种情况下，碳层14可以是设置在滑动件12的ABS上的类金刚石碳(DLC)层。或者，碳层14可以是磁盘10的表面上的DLC层。经常希望在常规的磁盘驱动器10上进行故障分析。作为故障分析的一部分，研究磁盘驱动器10的特征，特别是导致常规的磁盘驱动器10的故障或者不良运行的特征。例如，可以检查传统碳层14的磨损。为了表征常规磁盘驱动器10的磨损和其它特征，希望实验性地确定碳层14的厚度。图2是描述确定碳层(诸如碳层14)的厚度的常规方法50的流程图。为了简明， 一些步骤被省略。通过步骤52，碳层14被暴露于用于拉曼光谱法的光。通过步骤54，从碳层14散射的光被检测并且用来提供拉曼光谱。通常，拉曼光谱包括围绕碳层14专用频率的一个或者更多个峰。通过步骤56，基于该光谱，碳层14的厚度d被确定。尽管常规方法50可能能够确定一些常规磁盘驱动器10的厚度，但是可能存在缺陷。由于磨损，碳层14的各部分可能变薄。尽管在图1中示出为具有单一厚度，但是碳层 14的厚度可能实际上在滑动件/磁盘12上变化。此外，对于当代的磁盘驱动器，碳层14可能很薄。例如，碳层14的各部分的厚度可能小于或者等于25埃。对于具有这种厚度并且驻留在AlOTiC滑动件上的碳膜，衬底/滑动件可能极大影响用于拉曼光谱法的输出信号。结果，使用方法50的常规拉曼光谱法可能导致大的峰，其中噪声是显著分量，并且提供关于碳层的很少信息。此外，诸如屏蔽件边缘的下部结构之间的过渡可能影响散射光的强度，因而影响拉曼光谱。结果，使用常规的拉曼光谱法确定碳层14的厚度可能很难或者不可能。表面增强拉曼光谱法(Surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)是用于表征薄膜的特征的技术。在SERS中，膜可以被沉积在诸如Ag的金属增强层上。下部的金属增强层可允许来自要被表征特征(或特征化)的该膜的增强信号。然而，在滑动件/磁盘 12的环境中，碳层14已经被沉积。因此，可能不可能在将被表征特征的碳膜下方放置金属增强膜。因此，常规的SERS可能不能帮助表征碳层14的特征。因此，需要的是表征磁盘驱动器的碳层例如位于滑动件或者磁盘上的碳层的改进方法。
技术实现思路
本专利技术描述一种探询碳层厚度的方法和系统。碳层驻留在磁记录磁头和磁记录盘中的至少之一上。该方法和系统包括在碳层上设置增强膜。增强膜在碳层的一部分上连续。 该方法和系统还包括将增强膜暴露于来自光源的光，并且检测来自碳层的散射光以提供表面增强拉曼光谱法(SERS)光谱。增强膜驻留在光源和碳层之间。该方法和系统还包括基于SERS光谱确定碳层的厚度。附图说明图1是描述常规的磁盘驱动器的一部分的图；图2是描述确定常规的碳层的厚度的常规方法的流程图；图3是描述确定磁盘驱动器中碳层的厚度的方法的示例实施例的流程图；图4是确定磁盘驱动器中碳层的厚度的方法的另一示例实施例的流程图；图5-图8是描述具有碳层的磁记录盘驱动器的一部分的示例实施例的图；图9描述使用确定磁盘驱动器中碳层的厚度的方法的示例实施例获得的SERS光谱。具体实施例方式图3是描述探询碳层厚度的方法100的示例实施例的流程图。为了简明，一些步骤可以被省略和/或合并。碳层被用于磁盘驱动器中。例如，碳层可以是滑动件上的DLC、 氮化碳或者其它碳外涂层。滑动件上的碳层可以驻留在下部结构上。例如，碳层的各部分可以在读换能器和/或写换能器的写屏蔽件、读屏蔽件、间隙层、绝缘层或者其它结构上。在其它实施例中，碳层可以是DLC或者磁盘上的其它碳层。方法100可能对碳层薄的情况特别有用，例如不超过25埃的碳层。在一些这种实施例中，碳层具有不超过10埃的厚度。此外，在一些实施例中，碳层可以具有5埃或者更小的厚度。碳层还可以是断续的，在一些区域具有零厚度。然而，方法100可以用于更厚的层。例如，在一些实施例中，碳层厚度不超过150埃。通过步骤102，增强膜被设置在碳层上。所设置的增强膜在将被确定厚度的部分碳层上连续。增强膜被配置为增强来自下部碳层的拉曼信号。因此，在一些实施例中，在步骤 102中设置的增强膜可以包括Au、Ag、Pd、Rh, Li、Na和Pt中之一或者更多种。在步骤102 中设置的增强膜可以具有单个组分或者是合金。在一些实施例中，增强膜可以是多层。还期望步骤102中设置的增强膜是薄的。在一些实施例中，增强膜具有不超过40纳米的厚度。 在一些这种实施例中，增强膜不超过12纳米厚。增强膜还可以是至少1纳米厚。因此，步骤102中设置的膜是连续的。在一些实施例中，增强膜至少5纳米厚。步骤102可以包括溅射增强膜或者用别的方法沉积增强膜。通过步骤104，增强膜被暴露于来自光源的光。增强膜位于光源和碳层之间。光源通常是激光器。例如，可以使用514nm激光器、532nm激光器和/或784nm激光器。在一些实施例中，来自激光器的光的强度被衰减。于是较少的能量由光传递到增强膜。更少的能量意味着增强膜将熔化并且在碳层的表面上变为断续的可能性更小。因此，在暴露于光或曝光期间，增强膜可以保持连续。然而，在替代实施例中，可以允许增强膜熔化并且形成岛屿。步骤104可以包括将增强膜的不同部分曝光。通过步骤106，为了 SERS的目的，从碳层散射的光被检测。因此，在步骤106中散射光可以被用于提供SERS光谱。通常，SERS光谱包括围绕针对碳层的拉曼频率/波长位移的一个或者更多个峰。此外，步骤106可以包括从碳层的各个部分收集数据，碳层的这些各个部分对应于步骤104中曝光的增强膜的不同部分。因此可以针对磁盘或者滑动件的表面上的不同位置提供多个SERS光谱。通过步骤108，基于该光谱，碳层的厚度被确定。步骤 108可以包括比较来自增强膜/碳层的不同部分的数据。这可以允许来自碳层下面的衬底中的结构的任何信号被考虑。在一些实施例中，步骤104-108用于探询完全位于下部结构上的碳层的各部分。例如，方法100可以用于研究碳层的完全位于屏蔽件上或者完全在下部绝缘体上的部分。步骤108还可以包括根据跨越碳层的多个位置确定多个厚度。使用方法100，碳层的厚度可以被确定。人们认为增强膜中的表面等离子共振导致类似于常规SERS的增强。即使增强膜驻留在光源和碳层之间，这些增强仍发生。这些增强允许增强膜下方的碳层被研究。SERS可以因此被用来探询已经驻留在磁记录盘驱动器中的结构上的碳层。在一些实施例中，针对SERS光谱的信号的大致1个数量级的增强可以被实现。此外，已经确定对SERS信号的增强可以对大约5到12纳米的厚度的增强膜特别有益。在这种实施例中，增强强度很大并且相对于增强膜厚度的变化相对恒定。尽管可能对该方法可以使用的碳层的厚度没有上限，但是方法100对更薄的碳膜特别有用。具体地，方法100可以允许确定不超过25埃厚的碳膜的厚度。这种膜的厚度使用常规的拉曼或者常规的SERS光谱法可能不能确定。此外，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种探询驻留在磁记录磁头和磁记录盘至少之一上的碳层的厚度的方法，所述方法包括：在所述碳层上设置增强膜，所述增强膜在所述碳层的一部分上连续；将所述增强膜暴露于来自光源的光，所述增强膜驻留在所述光源和所述碳层之间；检测来自所述碳层的散射光以提供表面增强拉曼光谱法光谱；以及基于所述表面增强拉曼光谱法光谱确定所述碳层的厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·威利斯，
申请(专利权)人：西部数据弗里蒙特公司，
类型：发明
国别省市：US