[發明專利]熱輔助磁寫頭及用于其中的加熱裝置

無效

• 申請號: 201110378120.1
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102479516A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: V.P.S.拉韋特;B.C.斯蒂普
• 申請（專利權）人: 日立環球儲存科技荷蘭有限公司
• 主分類號: G11B5/31
• 分類號: G11B5/31;G11B5/127
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

技術領域

本發明涉及熱輔助磁記錄，更具體而言，涉及具有等離激元加熱裝置(plasmonic?heating?device)的磁寫頭。等離激元加熱裝置包括透明孔(aperture)和具有槽口(notch)的不透明金屬等離激元天線從而將寬的激光斑點能量聚集到槽口中。等離激元天線由獨特的金合金形成以改善制造期間的強固性(robustness)。

背景技術

計算機長期存儲的核心是稱為磁盤驅動器的組件。磁盤驅動器包括旋轉磁盤、被與旋轉磁盤的表面相鄰的懸臂懸吊的寫和讀頭、以及擺動懸臂從而將讀和寫頭置于旋轉盤上的選定環形道(track)之上的致動器。讀和寫頭直接位于具有氣墊面(ABS)的滑塊上。懸臂偏置滑塊朝向盤的表面，當盤旋轉時，與盤鄰近的空氣與盤表面一起移動。滑塊在移動空氣的墊上飛行于盤表面之上。當滑塊騎在氣墊上時，采用寫和讀頭來寫磁轉變到旋轉盤且從旋轉盤讀取磁轉變。讀和寫頭連接到根據計算機程序運行的處理電路以實現寫和讀功能。

磁致電阻傳感器諸如GMR或TMR傳感器被用來檢測來自旋轉磁盤的磁場。傳感器包括夾在稱為被釘扎層和自由層的第一和第二鐵磁層之間的非磁導電層或勢壘層。第一和第二引線(lead)連接到傳感器以傳導通過那里的檢測電流。被釘扎層的磁化被釘扎為垂直于氣墊面(ABS)，自由層的磁矩設置為平行于ABS但可以響應于外磁場而自由旋轉。被釘扎層的磁化通常通過與反鐵磁層的交換耦合來被釘扎。

間隔層的厚度被選擇為小于通過傳感器的傳導電子的平均自由程。采用此設置，部分傳導電子被間隔層與被釘扎層和自由層每個的界面所散射。當被釘扎層和自由層的磁化相對于彼此平行時，散射最小，當被釘扎層和自由層的磁化反平行時，散射最大。散射的變化與cosθ成比例地改變自旋閥傳感器的電阻，其中θ是被釘扎層與自由層的磁化之間的角度。在讀模式中，自旋閥傳感器的電阻與來自旋轉盤的磁場的大小成比例地改變。當檢測電流傳導通過自旋閥傳感器時，電阻變化導致電勢變化，其被檢測到并處理為重放信號(playback?signal)。

寫頭可以是垂直磁記錄頭，其將數據記錄為垂直于磁盤的表面取向的磁化。磁盤具有被薄的硬磁頂層覆蓋的軟磁襯層。垂直寫頭具有橫截面很小的寫極和橫截面大得多的返回極。強的、高度集中的磁場從寫極沿垂直于磁盤表面的方向發出，磁化硬磁頂層。所得磁通然后通過軟磁襯層行進，返回到返回極，在返回極處其充分散開且微弱從而當其在回到返回極的途中經過硬磁頂層時將不擦除由寫極記錄的信號。

為了增加位的面密度并因而增加數據密度，介質需要由具有更高矯頑力的磁材料制成從而小的磁位不被退磁。為了在具有更高矯頑力的介質上寫入，加熱元件必須引入到垂直記錄頭中。該加熱元件在介質上的磁位上產生局域熱斑點(hot?spot)，暫時降低位的矯頑力從而使之于是能夠利用垂直記錄頭被寫入。

發明內容

本發明提供一種熱輔助磁寫頭，包括磁寫極和等離激元加熱裝置。等離激元加熱裝置包括不透明的金屬性等離激元天線和與等離激元天線相鄰的孔。磁唇結構與等離激元天線相對設置，使得孔位于磁唇結構和等離激元天線之間。該天線由利于制造的金合金構成。

用于等離激元加熱裝置的天線的制造需要各種制造步驟，諸如離子研磨和化學機械拋光，以界定最終形狀。盡管就性能而言純金是良好的天線材料，但該材料不能良好地經受形成天線所必需的這些工藝。例如，離子研磨導致純金天線的側壁粗糙，并且化學機械拋光使天線的表面粗糙，這兩種粗糙都降低天線的性能。此外，在研磨期間，拋光顆粒嵌入到金中，因為金是軟金屬。

本發明通過構建金屬合金的天線克服了這些問題。該合金可以是包括少量(例如小于5at％)元素X的AuX、AgX、CuX或AlX，其中X為Cu、Ni、Ta、Ti、Zr或Pt。這使得天線材料具有足夠的硬度以經受住各制造工藝，而沒有顯著影響等離激元裝置的性能。

本發明的這些和其它特征和優點將通過閱讀結合附圖的優選實施例的詳細說明而明顯，附圖中相似的附圖標記始終表示相似的元件。

附圖說明

為了更充分地理解本發明的本質和優點以及使用的優選方式，應參照附圖閱讀下面的詳細說明，附圖不是按比例的。附圖中：

圖1是其中可實施本發明的盤驅動器系統的示意圖；

圖2是從圖1的線2-2截取的滑塊的ABS視圖，示出了其上磁頭的位置；

圖3是根據本發明一實施例的磁寫頭的側剖視圖；

圖4是從圖3的圓4-4截取的部分磁寫頭的放大視圖；

圖5是從圖4的線5-5所見的部分寫頭的ABS視圖；