[发明专利]热辅助磁写头及用于其中的加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及热辅助磁记录，更具体而言，涉及具有等离激元加热装置(plasmonic heating device)的磁写头。等离激元加热装置包括透明孔(aperture)和具有槽口(notch)的不透明金属等离激元天线从而将宽的激光斑点能量聚集到槽口中。等离激元天线由独特的金合金形成以改善制造期间的强固性(robustness)。

背景技术

计算机长期存储的核心是称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、被与旋转磁盘的表面相邻的悬臂悬吊的写和读头、以及摆动悬臂从而将读和写头置于旋转盘上的选定环形道(track)之上的致动器。读和写头直接位于具有气垫面(ABS)的滑块上。悬臂偏置滑块朝向盘的表面，当盘旋转时，与盘邻近的空气与盘表面一起移动。滑块在移动空气的垫上飞行于盘表面之上。当滑块骑在气垫上时，采用写和读头来写磁转变到旋转盘且从旋转盘读取磁转变。读和写头连接到根据计算机程序运行的处理电路以实现写和读功能。

磁致电阻传感器诸如GMR或TMR传感器被用来检测来自旋转磁盘的磁场。传感器包括夹在称为被钉扎层和自由层的第一和第二铁磁层之间的非磁导电层或势垒层。第一和第二引线(lead)连接到传感器以传导通过那里的检测电流。被钉扎层的磁化被钉扎为垂直于气垫面(ABS)，自由层的磁矩设置为平行于ABS但可以响应于外磁场而自由旋转。被钉扎层的磁化通常通过与反铁磁层的交换耦合来被钉扎。

间隔层的厚度被选择为小于通过传感器的传导电子的平均自由程。采用此设置，部分传导电子被间隔层与被钉扎层和自由层每个的界面所散射。当被钉扎层和自由层的磁化相对于彼此平行时，散射最小，当被钉扎层和自由层的磁化反平行时，散射最大。散射的变化与cosθ成比例地改变自旋阀传感器的电阻，其中θ是被钉扎层与自由层的磁化之间的角度。在读模式中，自旋阀传感器的电阻与来自旋转盘的磁场的大小成比例地改变。当检测电流传导通过自旋阀传感器时，电阻变化导致电势变化，其被检测到并处理为重放信号(playback signal)。

写头可以是垂直磁记录头，其将数据记录为垂直于磁盘的表面取向的磁化。磁盘具有被薄的硬磁顶层覆盖的软磁衬层。垂直写头具有横截面很小的写极和横截面大得多的返回极。强的、高度集中的磁场从写极沿垂直于磁盘表面的方向发出，磁化硬磁顶层。所得磁通然后通过软磁衬层行进，返回到返回极，在返回极处其充分散开且微弱从而当其在回到返回极的途中经过硬磁顶层时将不擦除由写极记录的信号。

为了增加位的面密度并因而增加数据密度，介质需要由具有更高矫顽力的磁材料制成从而小的磁位不被退磁。为了在具有更高矫顽力的介质上写入，加热元件必须引入到垂直记录头中。该加热元件在介质上的磁位上产生局域热斑点(hot spot)，暂时降低位的矫顽力从而使之于是能够利用垂直记录头被写入。

发明内容

本发明提供一种热辅助磁写头，包括磁写极和等离激元加热装置。等离激元加热装置包括不透明的金属性等离激元天线和与等离激元天线相邻的孔。磁唇结构与等离激元天线相对设置，使得孔位于磁唇结构和等离激元天线之间。该天线由利于制造的金合金构成。

用于等离激元加热装置的天线的制造需要各种制造步骤，诸如离子研磨和化学机械抛光，以界定最终形状。尽管就性能而言纯金是良好的天线材料，但该材料不能良好地经受形成天线所必需的这些工艺。例如，离子研磨导致纯金天线的侧壁粗糙，并且化学机械抛光使天线的表面粗糙，这两种粗糙都降低天线的性能。此外，在研磨期间，抛光颗粒嵌入到金中，因为金是软金属。

本发明通过构建金属合金的天线克服了这些问题。该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为Cu、Ni、Ta、Ti、Zr或Pt。这使得天线材料具有足够的硬度以经受住各制造工艺，而没有显著影响等离激元装置的性能。

本发明的这些和其它特征和优点将通过阅读结合附图的优选实施例的详细说明而明显，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。

附图说明

为了更充分地理解本发明的本质和优点以及使用的优选方式，应参照附图阅读下面的详细说明，附图不是按比例的。附图中：

图1是其中可实施本发明的盘驱动器系统的示意图；

图2是从图1的线2-2截取的滑块的ABS视图，示出了其上磁头的位置；

图3是根据本发明一实施例的磁写头的侧剖视图；

图4是从图3的圆4-4截取的部分磁写头的放大视图；

图5是从图4的线5-5所见的部分写头的ABS视图；