热辅助磁记录头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式总地涉及数据存储系统，更具体地，涉及用于热辅助记录的写入头。
【背景技术】
[0002]磁盘驱动器中使用的磁介质中的更高存储位密度已经将磁位的大小(体积)减小到磁位尺寸被磁材料的颗粒大小限制的程度。尽管颗粒大小能够被进一步缩小，但是存储在单元内的数据可能不是热稳定的。也就是说，环境温度的随机热涨落可能足以擦除数据。这种状态被称为超顺磁限制，其决定了给定磁介质的最大理论存储密度。此限制可以通过增大磁介质的矫顽力或者通过降低磁硬盘驱动器的工作温度来提高。当设计用于商业和消费者用途的硬盘驱动器时，降低温度可能不总是切实可行的。另一方面，对于现有写入头，提高矫顽力会使进行记录具有挑战性。
[0003]已经提出了一种附加解决方案，其使用具有高矫顽力的磁介质，而无需增大写入极材料的磁矩。该方案将介质上的局部区域加热到高于居里温度的温度，藉此降低该局部区域的有效矫顽力，于是使得能以现有写入头在此被加热的区域中写入。一旦介质冷却到居里温度以下，数据状态就变成“固定的”。此技术被普遍称为“热辅助(磁)记录”(TAR或TAMR)、“能量辅助磁记录”(EAMR)或“热辅助磁记录”(HAMR)，这些词在本文中被可互换地使用。它能够被应用于纵向记录系统和垂直记录系统以及“位图案化介质”。介质表面的加热已经通过诸如聚焦的激光束或近场光源的许多技术实现。
[0004]当激光束或者近场光源被定位以引起磁介质中的加热时，一定百分比的热也会在磁头中产生。此加热能够影响磁头的在诸如空气轴承面(ABS)的面对介质的表面处的形状，因此影响飞行高度。磁头的加热还能影响磁头的可靠性和性能，因为高温能够加速各种膜和结构的热迀移，导致互扩散和尺寸改变。
[0005]HAMR磁头的变热的主要区域是近场换能器(NFT)和邻近NFT放置的磁极。天线材料包括具有低熔点的贵金属，由此能够在150到400摄氏度范围的中等温度下显示出形态变化。因此，在现有技术中存在对用于HAMR的改进的记录磁头的需要。
【发明内容】
[0006]本发明的实施方式总体上涉及包括近场换能器的HAMR磁头，该近场换能器具有天线、设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层、以及设置在表面扩散抑制层上面的缝隙。表面扩散抑制层具有比天线更高的熔点，且表面扩散抑制层材料是不能混溶在天线材料中的。
[0007]在一个实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括近场换能器。该近场换能器包括具有第一熔点的天线和设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层。该表面扩散抑制层具有比第一熔点更高的第二熔点。该近场换能器进一步包括设置于该表面扩散抑制层上面的缝隙。
[0008]在另一实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括近场换能器，其中该近场换能器包括天线，其中该天线具有在面对介质的表面处的第一端和邻近波导芯的第二端。该近场换能器进一步包括设置在天线上面的缝隙、设置在天线和缝隙之间的第一表面扩散抑制层、设置在天线的第二端与波导芯之间的第二表面扩散抑制层、以及设置在天线的在面对介质的表面处的第一端的第三表面扩散抑制层。
[0009]在另一实施方式中，公开了一种HAMR磁头。该HAMR磁头包括第一包层材料，设置在第一包层材料上的波导芯，设置在波导芯上的第二包层材料，以及被多个表面扩散抑制层包围的天线，其中天线和表面扩散抑制层被嵌入在第二包层材料中，并且其中天线在面对介质的表面处具有锥形尖端。
【附图说明】
[0010]以本发明的以上记载的特征能被详细理解的方式，可以参考实施方式有对以上简略概括的本发明的更具体的说明，实施方式中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本发明的典型实施方式，因而不应被认为是其范围的限制，因为本发明可以允许涉及磁头的任何领域中的其他等效实施方式。
[0011]图1A-1B示出根据本文描述的实施方式的磁盘驱动器系统。
[0012]图2示出根据本文描述的一实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。
[0013]图3A-3J是根据本发明的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。
[0014]图4A-4D是根据本发明的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。
[0015]图5A-5H是根据本发明的一个实施方式的处于不同加工阶段的磁头的ABS视图。
[0016]图6A-6B是根据本发明的实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。
[0017]图7是根据本发明的一个实施方式的能进行HAMR的磁头的横截面示意图。
[0018]图8是根据本发明的一个实施方式的图7所示天线的顶视图。
[0019]为便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来指代各图共有的相同的元件。应理解，一个实施方式中公开的元件可以被有益地用到其他实施方式而无需特别说明。
【具体实施方式】
[0020]以下，参考本发明的实施方式。然而，应当理解，本发明不受限于具体描述的实施方式。相反，以下特征和元件的任何组合，无论是否涉及不同实施方式，都被认为实施和实践了本发明。进一步，尽管本发明的实施方式可以获得优于其他可能的技术方案和/或现有技术的优点，但是是否特定优点被给定实施方式实现不是对本发明的限制。因而，以下的方面、特征、实施方式和优点仅是示意性的，不被认为是所附权利要求的元素或限制，除了权利要求中明确叙述外。同样，对“本发明”的提及不应被当作对本文公开的任何发明主题的概括，并且不应被认为是所附权利要求的元素或限制，除非在权利要求中明确叙述。
[0021]本发明的实施方式笼统地涉及包括近场换能器的HAMR磁头，该近场换能器具有天线、设置于天线的一部分上的表面扩散抑制层和设置在表面扩散抑制层上面的缝隙。表面扩散抑制层具有比天线高的熔点，并且表面扩散抑制层材料是不能混溶在天线材料中的。
[0022]图1A示出实施本发明的磁盘驱动器100。如图所示，至少一个可旋转的磁盘112被支撑在主轴114上，并且被磁盘驱动器电机118旋转。每个磁盘上的磁记录采用磁盘112上同心数据轨道(未示出)的环形图样的形式。
[0023]至少一个滑块113被定位在磁盘112附近，每个滑块113支撑一个或更多个可以包括用于加热磁盘表面122的辐射源(例如激光或电阻加热器)的磁头组件121。随着磁盘旋转，滑块113在磁盘表面122上方径向地移入和移出，从而磁头组件121可以访问磁盘112的写有所需数据的不同轨道。每个滑块113借助悬架115被连接在致动器臂119上。悬架115提供使滑块113偏向磁盘表面122的轻微弹力。每个致动器臂119被连接到致动器装置127。如图1A所示的致动器装置127可以是音圈电机(VCM)。VCM包括可在固定磁场中移动的线圈，线圈移动的方向和速度通过控制单元129提供的电机电流信号控制。
[0024]在能进行TAR或HAMR的磁盘驱动器100的工作过程中，磁盘112的旋转在滑块113和磁盘表面122之间产生空气轴承，空气轴承在滑块113上施加向上的力或者举力。于是，空气轴承反向平衡悬架115的轻微弹力，并且在正常工作期间以小的基本恒定的间距将滑块113略微支撑在磁盘112表面上方。辐射源加热高矫顽力介质，从而磁头组件121的写入元件可以正确地磁化介质中的数据位。
[0025]磁盘驱动器100的各种部件在工作中通过控制单元129产生的诸如访问控制信号和内部时钟信号的控制信号控制。通常，控制单元129包括逻辑控制电路、存储装置和微处理器。控制单元129产生控制各种系统操作的控制信号，诸如线123上的驱动器电机控制信号和线128上的磁头定位和寻找控制信号。线128上的控制信号提供所需的电流分布以最优地移动和定位滑块113到磁盘112上的所需数据轨道。写入信号和读取信号借助记录通道125被传输到和传输自组件121上的写入头和读取头。
[0026]以上对典型磁盘存储系统的描述和图1A的相伴的图示仅为了描述目的。应当明显的是，磁盘存储系统可包含大量磁盘和致动器，并且每个致动器可支撑多个滑块。
[0027]图1B是根据本文描述的一个实施方式的，能进行HAMR的写入头101的横截面示意图。写入头101被可操作地连接到由激光驱动器150提供能量的激光器155 (即辐射源)上。激光器155可以被直接放置在写入头101上，或者辐射可以通过光纤或波导自定位成与滑块分离的激光器155传