本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng),且更確切地,本發(fā)明涉及包含磁性蓋層結(jié)構(gòu)的微波輔助磁記錄(MAMR)頭,所述磁性蓋層用于存在于所述MAMR頭中的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器。
背景技術(shù):
計(jì)算機(jī)的核心是磁硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD),其典型地包含旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)、具有讀頭和寫(xiě)頭的滑塊、在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上方的懸架臂(suspension arm)、以及致動(dòng)器臂,所述致動(dòng)器臂使懸架臂擺動(dòng)以將讀頭和/或?qū)戭^放置在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的所選擇的數(shù)據(jù)磁道上。當(dāng)盤(pán)不旋轉(zhuǎn)時(shí),懸架臂偏移滑塊與盤(pán)的表面接觸,但當(dāng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí),空氣被鄰近滑塊的空氣軸承表面(ABS)的旋轉(zhuǎn)盤(pán)打旋(swirled),導(dǎo)致滑塊以離開(kāi)旋轉(zhuǎn)盤(pán)的表面的微小距離騎(ride)在空氣軸承上。當(dāng)滑塊騎在空氣軸承上時(shí),寫(xiě)頭和讀頭被用于將磁印寫(xiě)入旋轉(zhuǎn)盤(pán)并從旋轉(zhuǎn)盤(pán)讀取磁信號(hào)場(chǎng)。讀頭和寫(xiě)頭被連接到根據(jù)計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的處理電路,以實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入和讀取功能。
信息時(shí)代的信息處理量迅速地增加。特別的,期望HDD能夠在其有限的面積和體積中存儲(chǔ)更多的信息。實(shí)現(xiàn)該期望的技術(shù)途徑是通過(guò)增加HDD的記錄密度來(lái)增加容量。為了實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度(例如超過(guò)1Tbit/inch2的記錄密度),記錄位的進(jìn)一步微型化是有效的,其進(jìn)而典型地需要越來(lái)越小的部件的設(shè)計(jì)。
各種部件的進(jìn)一步微型化呈現(xiàn)其各自一系列的挑戰(zhàn)和障礙。例如,隨著記錄位尺寸變得越來(lái)越小,由于熱波動(dòng)造成的記錄狀態(tài)的丟失引起越來(lái)越多的關(guān)注。為了補(bǔ)償與小記錄位相關(guān)的熱不穩(wěn)定性,可以使用具有大矯頑力的磁記錄介質(zhì)。然而,記錄至具有大矯頑力的磁記錄介質(zhì)需要強(qiáng)磁場(chǎng),其可能超出磁記錄頭能夠產(chǎn)生的磁通量。
微波輔助磁記錄(MAMR)已經(jīng)成為一種具有前景的磁記錄技術(shù),以解決同時(shí)保持磁記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性和可寫(xiě)入性的難題。在MAMR中,振蕩元件設(shè)置或裝置為緊鄰或接近寫(xiě)入元件,以產(chǎn)生(除了從寫(xiě)入元件的主極發(fā)射的記錄磁場(chǎng)以外的)高頻率振蕩磁場(chǎng),其減少了用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁記錄介質(zhì)的有效矯頑力。
為了使用MAMR頭進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度,可以分別增強(qiáng)由主極和振蕩裝置產(chǎn)生的記錄磁場(chǎng)和/或高頻率磁場(chǎng)。不幸地是,配置主極及其相關(guān)元件的結(jié)構(gòu)特性和/或性能以增強(qiáng)記錄磁場(chǎng)可能受限于振蕩裝置的結(jié)構(gòu)特性和/或性能,且反之亦然。例如,一種增強(qiáng)記錄磁場(chǎng)的方法可能涉及使位于MAMR頭的主極和尾部屏蔽件之間的尾部間隙變窄。然而,尾部間隙內(nèi)振蕩裝置的存在使得將尾部間隙的厚度變窄至等于或小于振蕩裝置的厚度成為問(wèn)題或者不可能。
還存在與形成和使用MAMR頭相關(guān)的其他挑戰(zhàn)。例如,振蕩裝置的條帶高度的形成可能通常涉及蝕刻(例如研磨)和/或清潔工藝,其可能導(dǎo)致尾部間隙的不均勻的厚度,且因此導(dǎo)致位于其中的振蕩裝置的不均勻的厚度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一種磁記錄頭包括:主極,配置為產(chǎn)生用于在磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的磁場(chǎng);振蕩裝置,在磁道方向上設(shè)置在所述主極上方,所述振蕩裝置配置為產(chǎn)生高頻率磁場(chǎng);磁性蓋層,在所述磁道方向上設(shè)置在所述振蕩裝置上方,所述磁性層具有位于所述磁記錄頭的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的前區(qū),以及在元件高度方向上設(shè)置在所述前區(qū)的后面的后區(qū),其中所述磁性蓋層的前區(qū)的厚度小于所述磁性蓋層的后區(qū)的厚度;以及在所述磁道方向上設(shè)置在所述磁性蓋層上方的尾部屏蔽件。
根據(jù)另一實(shí)施例,一種形成磁記錄頭的方法,包括:形成主極,所述主極配置為產(chǎn)生用于在磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的磁場(chǎng);在磁道方向上在所述主極上方形成振蕩裝置;在所述磁道方向上在所述振蕩裝置上方形成磁性蓋層,其中所述磁性層配置為保持所述振蕩裝置的厚度;限定所述振蕩裝置的條帶高度以及所述磁性蓋層的條帶高度;在元件高度方向上在所述振蕩裝置和所述磁性蓋層的后面沉積絕緣層;以及清潔所述磁性蓋層的上表面以及所述絕緣層的上表面。在所述清潔之后,所述磁性蓋層的前區(qū)的厚度小于所述磁性蓋層的后區(qū)的厚度,所述前區(qū)設(shè)置在所述磁記錄頭的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS),且所述后區(qū)在所述元件高度方向上設(shè)置在所述前區(qū)的后面。
這些實(shí)施例中的任何一個(gè)可以在磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中(例如在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中)實(shí)現(xiàn),其可以包括磁頭、用于使磁介質(zhì)(例如硬盤(pán))經(jīng)過(guò)磁頭之上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及電耦合至磁頭的控制器。
通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明(其結(jié)合附圖通過(guò)示例的方式解釋本發(fā)明的原理),本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
附圖說(shuō)明
為了更全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)、以及使用的優(yōu)選模式,應(yīng)當(dāng)結(jié)合附圖來(lái)參考閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁記錄磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖。
圖2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有螺旋線圈的垂直磁頭的截面圖。
圖2B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有螺旋線圈的背負(fù)式磁頭的截面圖。
圖3A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有環(huán)形線圈的垂直磁頭的截面圖。
圖3B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有環(huán)形線圈的背負(fù)式磁頭的截面圖。
圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的垂直記錄介質(zhì)的示意圖。
圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的記錄頭以及圖4的垂直記錄介質(zhì)的示意圖。
圖5B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的記錄設(shè)備的示意圖,該記錄設(shè)備配置為分別在垂直記錄介質(zhì)的兩側(cè)上進(jìn)行記錄。
圖6A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的微波輔助磁記錄(MAMR)頭的示意圖的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的視圖。
圖6B是圖6A的MAMR頭的截面圖。
圖6C是根據(jù)另一實(shí)施例的MAMR頭的示意圖的截面圖。
圖7A-7L提供了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在制造的各個(gè)中間階段中的MAMR頭的視圖,以說(shuō)明制造MAMR頭的方法。
圖8A-8G提供了在制造的各個(gè)中間階段中的常規(guī)MAMR頭的視圖,以說(shuō)明制造常規(guī)MAMR頭的現(xiàn)有技術(shù)方法。
具體實(shí)施方式
進(jìn)行以下說(shuō)明是為了解釋本發(fā)明的一般原理,而非意在限制本文所要求保護(hù)的創(chuàng)造性概念。此外,本文所描述的特定特征可以與其它所描述的特征以各種可能的組合和變換結(jié)合使用。
除非本文另有特別限定,賦予所有術(shù)語(yǔ)它們盡可能最寬泛的解釋,包括由說(shuō)明書(shū)所暗示的含義、以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的含義、和/或如字典、協(xié)議等所定義的含義。
還必須注意,如說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中所用的,單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)指代物,除非另有指明。
以下描述公開(kāi)了磁盤(pán)式存儲(chǔ)系統(tǒng)和/或相關(guān)系統(tǒng)及方法、以及它們的運(yùn)行和/或部件的若干優(yōu)選實(shí)施例。
在一個(gè)概括性實(shí)施例中,一種磁記錄頭包括:主極,配置為產(chǎn)生用于在磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的磁場(chǎng);振蕩裝置,在磁道方向上設(shè)置在所述主極上方,所述振蕩裝置配置為產(chǎn)生高頻率磁場(chǎng);磁性蓋層,在所述磁道方向上設(shè)置在所述振蕩裝置上方,所述磁性層具有位于所述磁記錄頭的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的前區(qū),以及在元件高度方向上設(shè)置在所述前區(qū)的后面的后區(qū),其中所述磁性蓋層的前區(qū)的厚度小于所述磁性蓋層的后區(qū)的厚度;以及在所述磁道方向上設(shè)置在所述磁性蓋層上方的尾部屏蔽件。
在另一概括性實(shí)施例中,一種形成磁記錄頭的方法,包括:形成主極,所述主極配置為產(chǎn)生用于在磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的磁場(chǎng);在磁道方向上在所述主極上方形成振蕩裝置;在所述磁道方向上在所述振蕩裝置上方形成磁性蓋層,其中所述磁性層配置為維持所述振蕩裝置的厚度;限定所述振蕩裝置的條帶高度以及所述磁性蓋層的條帶高度;在元件高度方向上在所述振蕩裝置和所述磁性蓋層的后面沉積絕緣層;以及清潔所述磁性蓋層的上表面以及所述絕緣層的上表面。在所述清潔之后,所述磁性蓋層的前區(qū)的厚度小于所述磁性蓋層的后區(qū)的厚度,所述前區(qū)設(shè)置在所述磁記錄頭的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS),且所述后區(qū)在所述元件高度方向上設(shè)置在所述前區(qū)的后面。
現(xiàn)在參考圖1,示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100。如圖1所示,至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的磁介質(zhì)(例如磁盤(pán))112被支承在主軸114上,并通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)118。在每個(gè)盤(pán)上的磁記錄典型地是盤(pán)112上的同心數(shù)據(jù)磁道(未示出)的環(huán)形圖案的形式。因此,磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)118優(yōu)選使磁盤(pán)112在磁讀取/寫(xiě)入部分121之上通過(guò),下面將立即描述。
至少一個(gè)滑塊113設(shè)置在盤(pán)112附近,每個(gè)滑塊113支承例如根據(jù)本文所描述和/或所暗示的任意方式的磁頭的一個(gè)或多個(gè)磁讀取/寫(xiě)入部分121。隨著盤(pán)旋轉(zhuǎn),滑塊113在盤(pán)表面122之上徑向地移動(dòng)進(jìn)出,從而部分121可以訪問(wèn)(access)盤(pán)的不同磁道,所需的數(shù)據(jù)被記錄和/或?qū)懭脒@些磁道。每個(gè)滑塊113通過(guò)懸架115被附接至致動(dòng)器臂119。懸架115提供偏移滑塊113抵靠盤(pán)表面122的輕微彈力。每個(gè)致動(dòng)器臂119被附接至致動(dòng)器127。如圖1所示的致動(dòng)器127可以是音圈電機(jī)(VCM)。VCM包括在固定磁場(chǎng)內(nèi)可移動(dòng)的線圈,線圈移動(dòng)的方向和速度由控制器129提供的電機(jī)電流信號(hào)控制。
在磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行期間,盤(pán)112的旋轉(zhuǎn)在滑塊113和盤(pán)表面122之間產(chǎn)生空氣軸承,其在滑塊上施加向上的力或升力。從而在正常運(yùn)行期間,空氣軸承抗衡(counter-balance)懸架115的輕微彈力,并且以小的、基本恒定的間距支承滑塊113離開(kāi)并稍微高于盤(pán)表面。請(qǐng)注意,在一些實(shí)施例中,滑塊113可以沿盤(pán)表面122滑動(dòng)。
運(yùn)行中磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的各種部件由控制單元129產(chǎn)生的控制信號(hào)(諸如存取控制信號(hào)和內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào))來(lái)控制。典型地,控制單元129包括邏輯控制電路、存儲(chǔ)裝置(例如存儲(chǔ)器)和微處理器。在優(yōu)選的方式中,控制單元129電耦合(例如經(jīng)由導(dǎo)線、線纜、線路等)至一個(gè)或多個(gè)磁讀取/寫(xiě)入部分121,以控制其運(yùn)行。控制單元129產(chǎn)生控制信號(hào)(諸如,在線路123上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)以及在線路128上的磁頭定位和尋找控制信號(hào))以控制各種系統(tǒng)運(yùn)行。在線路128上的控制信號(hào)提供所需的電流分布以最佳地移動(dòng)滑塊113并將滑塊113定位到盤(pán)112上的所需的數(shù)據(jù)磁道。通過(guò)記錄通道125從讀取/寫(xiě)入部分121往返地通信讀取信號(hào)和寫(xiě)入信號(hào)。
磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的以上說(shuō)明以及圖1所附的圖示僅是為了代表性目的。顯而易見(jiàn)的是,磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包含大量的盤(pán)和致動(dòng)器,且每個(gè)致動(dòng)器可以支承多個(gè)滑塊。
還可以提供接口用于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和(集成的或外部的)主機(jī)之間的通信,以發(fā)送和接收數(shù)據(jù),并用于控制磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行以及將磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)通信至主機(jī),所有這些將被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。
關(guān)于磁頭,其中的感應(yīng)寫(xiě)入部分包括嵌入一個(gè)或多個(gè)絕緣層(絕緣堆疊體)中的線圈層,該絕緣堆疊體位于第一極片層和第二極片層之間??梢酝ㄟ^(guò)在寫(xiě)入部分的空氣軸承表面(ABS)處的間隙層在第一極片層和第二極片層之間形成間隙。極片層可以連接在背間隙(back gap)處。將電流傳導(dǎo)穿過(guò)線圈層,其在極片中產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)邊緣跨越(fringe across)ABS處的間隙,以將磁場(chǎng)信息的位寫(xiě)入移動(dòng)介質(zhì)上的磁道中,例如旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)上的磁道中。
第二極片層具有從ABS延伸至展開(kāi)點(diǎn)(flare point)的極尖部分,以及從展開(kāi)點(diǎn)延伸至背間隙的軛(yoke)部分。展開(kāi)點(diǎn)是第二極片開(kāi)始變寬(展開(kāi))以形成軛的位置。展開(kāi)點(diǎn)的設(shè)置直接影響產(chǎn)生的用來(lái)將信息寫(xiě)入到記錄介質(zhì)上的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
圖2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的垂直磁頭200的截面圖。在圖2A中,螺旋線圈210和212用于在針極(stitch pole)208中形成磁通量,其隨后將該通量傳遞至主極206。線圈210表示從頁(yè)面向外延伸的線圈,而線圈212表示延伸進(jìn)入頁(yè)面的線圈。針極208可以從ABS 218凹陷。絕緣216圍繞線圈且可以為一些元件提供支承。介質(zhì)行進(jìn)的方向,如結(jié)構(gòu)的右側(cè)的箭頭所表示,首先使介質(zhì)移動(dòng)經(jīng)過(guò)下返回極214,隨后經(jīng)過(guò)針極208,主極206,尾部屏蔽件204(其可以連接至環(huán)繞包裹屏蔽件(未示出)),且最后經(jīng)過(guò)上返回極202。這些部件中的每一個(gè)可以具有與ABS 218接觸的部分。ABS 218被表示為跨越結(jié)構(gòu)的右側(cè)。
通過(guò)驅(qū)動(dòng)通量穿過(guò)針極208進(jìn)入主極206,且隨后至設(shè)置為朝向ABS 218的盤(pán)的表面來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直寫(xiě)入。
圖2B示出了具有與圖2A的磁頭200相似的特征的背負(fù)式磁頭201的一個(gè)實(shí)施例。如圖2B所示,兩個(gè)屏蔽件204、214在(flank)針極208和主極206的兩側(cè)。還示出了傳感器屏蔽件222、224。傳感器226典型地設(shè)置在傳感器屏蔽件222、224之間。
圖3A是垂直磁頭300的另一實(shí)施例的示意圖,其使用環(huán)形線圈310來(lái)向針極308提供通量,該配置有時(shí)被稱為餅形(pancake)配置。針極308向主極306提供通量。在這樣的布置的情況下,下返回極可以是可選的。絕緣316圍繞線圈310,且可以為針極308和主極306提供支承。針極可以從ABS 318凹陷。介質(zhì)行進(jìn)的方向,如結(jié)構(gòu)的右側(cè)的箭頭所表示,首先使介質(zhì)移動(dòng)經(jīng)過(guò)針極308,主極306,尾部屏蔽件304(其可以連接至環(huán)繞包裹屏蔽件(未示出)),且最后經(jīng)過(guò)上返回極302(所有這些部件可以具有或可以不具有與ABS 318接觸的部分)。ABS 318被表示為跨越結(jié)構(gòu)的右側(cè)。在一些實(shí)施例中,尾部屏蔽件304可以與主極306接觸。
圖3B示出了具有與圖3A的磁頭300相似的特征的背負(fù)式磁頭301的另一實(shí)施例。如圖3B所示,背負(fù)式磁頭301還包括環(huán)形線圈310,其環(huán)繞包裹以形成餅形線圈。附加地示出了傳感器屏蔽件322、324。傳感器326典型地設(shè)置在傳感器屏蔽件322、324之間。
在圖2B和圖3B中,可選的加熱器示出為接近磁頭的非ABS側(cè)。在圖2A和圖3A所示的磁頭中可以還包括加熱器(加熱器)。該加熱器的位置可以基于設(shè)計(jì)參數(shù)(例如突起的所需位置、周?chē)鷮拥臒崤蛎浵禂?shù)等)而改變。
圖4提供了簡(jiǎn)化的垂直記錄介質(zhì)400的示意圖,其還可以與例如圖1所示的磁盤(pán)記錄系統(tǒng)一起使用。如圖4所示,垂直記錄介質(zhì)400,其可以是各種方式的記錄盤(pán),至少包括合適的非磁性材料(例如玻璃、鋁等)的支承基板402,以及設(shè)置在基板402上方的具有高磁導(dǎo)率的材料的軟磁底層404。垂直記錄介質(zhì)400還包括設(shè)置在軟磁底層404上方的磁記錄層406,其中磁記錄層406優(yōu)選地具有相對(duì)于軟磁底層404的高矯頑力。軟磁底層404和磁記錄層406之間可以有一個(gè)或多個(gè)附加的層(未示出),例如“交換中斷(exchange-break)”層或“中間層”。
磁記錄層406中的磁脈沖的取向?qū)嵸|(zhì)上垂直于記錄層的表面。軟磁底層404的磁化取向在軟磁底層404的平面中(或平行于軟磁底層404的平面)。如圖4特別示出的,軟磁底層404的平面內(nèi)磁化可以由延伸進(jìn)入頁(yè)面的箭頭所代表。
圖5A示出了垂直磁頭508和圖4的垂直記錄介質(zhì)400之間的運(yùn)行關(guān)系。如圖5A所示,磁通量510(其在垂直磁頭508的主極512和返回極514之間延伸),環(huán)繞進(jìn)出磁記錄層406和軟磁底層404。軟磁底層404有助于將來(lái)自垂直磁頭508的磁通量510在基本垂直于磁介質(zhì)的表面的方向上聚集在磁記錄層406中。相應(yīng)地,垂直磁頭508和軟磁底層404之間產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)使得信息能夠被記錄在磁記錄層406中。磁通量進(jìn)一步被軟磁底層404引導(dǎo)(channeled)返回至磁頭508的返回極514。
如上文所述,軟磁底層404的磁化為取向在軟磁底層404的平面中(或平行于軟磁底層404的平面),且可由延伸進(jìn)入頁(yè)面的箭頭所代表。然而,如圖5A所示,該軟磁底層404的平面內(nèi)磁化在暴露于磁通量510的區(qū)域中可以旋轉(zhuǎn)。
圖5B示出了圖5A所示結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例,其中軟磁底層404和磁記錄層406與鄰近磁記錄層406的外表面設(shè)置的合適的記錄磁頭508一同設(shè)置在基板402的相反的側(cè)面上,由此允許在介質(zhì)的每一側(cè)面上進(jìn)行記錄。
參考各個(gè)創(chuàng)造性實(shí)施例,除非本文另有說(shuō)明,圖1-5B的結(jié)構(gòu)的各種部件,以及本文公開(kāi)的其它實(shí)施例的各種部件,可以具有常規(guī)(多種)材料、設(shè)計(jì)、和/或使用常規(guī)技術(shù)來(lái)制造,經(jīng)閱讀本公開(kāi),這些對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
現(xiàn)在參考圖6A,示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化的MAMR頭600的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的視角圖。作為選項(xiàng),MAMR頭600可以結(jié)合來(lái)自本文所列舉的任何其他實(shí)施例的特征來(lái)實(shí)現(xiàn),例如參考其他附圖所描述的那些特征。當(dāng)然,MAMR頭600以及本文所呈現(xiàn)的其他MAMR頭可以用于各種應(yīng)用和/或變換中,這些應(yīng)用和/或變換可能有或可能沒(méi)有在本文所列舉的說(shuō)明性實(shí)施例中特別地描述。例如,在各種方式中,MAMR頭600可以包括比圖6A所示的那些更多或更少的部件。此外,除非另有規(guī)定,MAMR頭600的一個(gè)或多個(gè)部件可以具有(多種)常規(guī)材料、設(shè)計(jì)、和/或使用常規(guī)技術(shù)(例如濺射、鍍覆、原子層沉積(ALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子研磨等)來(lái)制造,經(jīng)閱讀本公開(kāi),這些對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
如圖6A特別示出的,MAMR頭600包含主極602,其配置為當(dāng)電流被施加至寫(xiě)入線圈時(shí)產(chǎn)生記錄磁場(chǎng)。主極602包括上表面604,以及第一側(cè)表面606和第二側(cè)表面608。
在各種方式中,主極602可以具有如示出的大致的三角形形狀。相應(yīng)地,第一側(cè)表面606和第二側(cè)表面608可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面(即圖6A中的x-y平面)以第一傾角θ1成角。在優(yōu)選的方式中,第一傾角θ1可以在從大于0°至小于或等于90°的范圍中。然而值得注意的是,主極602不限于三角形形狀,且在某些方式中可以包含梯形形狀,或經(jīng)閱讀本公開(kāi)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的其他合適的形狀。
在附加的方式中,主極602可以包含一種或多種磁性金屬,例如鐵、鈷、鎳、它們的合金等。
側(cè)間隙610可以在跨磁道方上呈現(xiàn)在主極602的任一側(cè)上。在優(yōu)選的方式中,側(cè)間隙610可以包括非磁性材料,例如氧化鋁、TiO2、SiO2、Al2O3-SiO2等。
磁側(cè)屏蔽件612可以在跨磁道方向上呈現(xiàn)在側(cè)間隙610的任一側(cè)上。磁側(cè)屏蔽件612可以包括一種或多種磁性材料,包含但不限于Ni、Fe、Co、它們的合金等。
如圖6A還示出的,振蕩裝置614在磁道方向上(即在磁記錄介質(zhì)前進(jìn)的方向上)設(shè)置在主極602的一部分上方。振蕩裝置包括上表面616,以及第一側(cè)表面618和第二側(cè)表面620。
振蕩裝置614的第一側(cè)表面618和第二側(cè)表面620可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第二傾角θ2成角。如圖6A的實(shí)施例所示,第二傾角θ2可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面成大約90°。然而,在其他方式中,第二傾角θ2可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面在大于0°且小于或等于大約90°的范圍中。在另一些方式中,第二傾角θ2可以大約等于第一傾角θ1。
在一些方式中,如圖所示,振蕩裝置614在跨磁道方向上的寬度w(osc)可以小于主極的上表面604的寬度w(mp)。在更多的方式中,寬度w(osc)可以大約等于寬度w(mp)。
在特定的方式中,振蕩裝置614的厚度t(osc)可以在跨磁道方向上是均勻的。在更多的方式中,振蕩裝置的厚度t(osc)可以限定尾部間隙(TG)的厚度。
在一些方式中,振蕩裝置614可以是自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO),如圖6A的實(shí)施例所示。振蕩裝置614可以由此包含底層622,其配置為促進(jìn)形成于其上的層中的所需的晶粒生長(zhǎng)和磁化。在各種方式中,底層622可以包含一個(gè)或多個(gè)層,該一個(gè)或多個(gè)層包括以下至少一種:銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鉻(Cr)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銠(Rh)、銥(Ir)、它們的合金等。在一個(gè)特定方式中,底層622可以包括包含銅的第一層,以及在磁道方向上設(shè)置在第一層上方且包含鉭(Ta)的第二層。
振蕩裝置614可還以包含在磁道方向上設(shè)置在底層622上方的自旋極化層624。在優(yōu)選的方式中,自旋極化層(SPL)624可以具有取向?yàn)榇怪庇贛AMR頭600的沉積平面的磁各向異性。SPL 624可以選擇為當(dāng)電流流至振蕩裝置614時(shí),由SPL 624產(chǎn)生的電子自旋具有與SPL 624相同的取向。這些電子將轉(zhuǎn)矩(“自旋轉(zhuǎn)矩”)施加給高頻率磁場(chǎng)產(chǎn)生層(FGL)628的磁化,且因此發(fā)生FGL 628的磁化旋轉(zhuǎn)。FGL 628的該磁化旋轉(zhuǎn)形成由振蕩裝置614發(fā)射的高頻率磁場(chǎng)。在各種方式中,SPL 624可以包含CoPt、CoNi、CoPd、CoCrTaPd中的至少一種,或經(jīng)閱讀本公開(kāi)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的其他合適的磁性材料。
振蕩裝置614還包含在磁道方向上設(shè)置在SPL 624和FGL 628之間的中間層626。在一些方式中,中間層626可以包含一種或多種非磁性材料,包含但不限于金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鉭(Ta)、銥(Ir)、鋁(Al)、硅(Si)、鍺(Ge)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鈀(Pd)、釕(Ru)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、它們的合金等。
在更多的方式中,F(xiàn)GL 628可以包含一種或多種磁性材料,包含但不限于FeCo、NiFe、CoPt、CoCr、CoIr、CoFeAli、CoFeGe、CoMnGe、CoFeAl、CoFeSi、CoMnSi、TbFeCo等。
振蕩裝置614附加地包含設(shè)置在FGL 628上方的非磁性蓋層630。在各種方式中,非磁性蓋層630可以包含一個(gè)或多個(gè)層,該一個(gè)或多個(gè)層包括以下至少一種:NiCr、NiFe、鉻(Cr)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉭(Ta)、釕(Ru),它們的合金等。在一個(gè)特定的方式中,非磁性蓋層630可以包括:包含NiCr的第一層;在磁道方向上設(shè)置在第一層上方的第二層,該第二層包含銥;在磁道方向設(shè)置在第二層上方的第三層,該第三層包含鉭;以及在磁道方向上設(shè)置在第三層上方的第四層,該第四層包含釕。
如圖6A還示出的,磁性蓋層632在磁道方向上設(shè)置在振蕩裝置614上方。磁性蓋層632包含上表面634,以及第一側(cè)表面636和第二側(cè)表面638。磁性蓋層632的第一側(cè)表面636和第二側(cè)表面638可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第三傾角θ3成角。如圖6A的實(shí)施例所示,第三傾角θ3可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面成大約90°。然而,在其他方式中,第三傾角θ3可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面在大于0°且小于或等于90°的范圍中。在另一些方式中,第三傾角θ3可以大約等于第二傾角θ2。
在各種方式中,磁性蓋層632的寬度w(mc)可以大約等于振蕩裝置614的寬度w(osc)。此外,磁性蓋層632可以配置為保持振蕩裝置614的厚度。
在各種方式中,磁性蓋層632可以包含一種或多種磁性材料,包含但不限于鐵、鈷、鎳、它們的合金等。
磁道寬度(TW)絕緣層640可以在跨磁道方向上設(shè)置在振蕩裝置614和磁性蓋層632的任一側(cè)上。TW絕緣層640可以包括非磁性材料,例如氧化鋁、TiO2、SiO2、Al2O3-SiO2等。在一些方式中,在磁道方向上,TW絕緣層640的呈現(xiàn)在MAMR頭600的MFS處的部分的厚度可以大約等于或大于振蕩裝置614和磁性蓋層632在MFS處的結(jié)合的厚度。
如圖6A進(jìn)一步所示,尾部屏蔽件642設(shè)置在磁性蓋層632和TW絕緣層640上方。在各種方式中,尾部屏蔽件642可以包含一種或多種磁性材料,例如鐵、鈷、鎳、它們的合金等。在一些方式中,尾部屏蔽件642和磁性蓋層632可以被磁耦合。在一個(gè)特定的方式中,尾部屏蔽件642和磁性蓋層632可以包含至少一種共有的磁性材料。
盡管未在圖6A中示出,尾部屏蔽件籽層可以設(shè)置在至少磁性蓋層632和尾部屏蔽件642之間。在一些方式中,尾部屏蔽件籽層可以包含導(dǎo)電材料,并具有高飽和磁矩,從而充當(dāng)尾部屏蔽件642的一部分??商娲?,尾部屏蔽件籽層可以是導(dǎo)電非磁性材料(例如釕、銠等),從而充當(dāng)間隙層和電鍍籽層。
現(xiàn)在參考圖6B,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例示出了上文的圖6A中描述的MAMR頭600的截面圖。如圖6B所示,主極602包含錐形區(qū)域644,錐形區(qū)域644具有在接近MFS 646的端部上的錐形上表面。
如圖6B中還示出的,振蕩裝置614位于主極602的錐形區(qū)域644上。振蕩裝置還具有位于MFS 646處的前邊緣648,以及在元件高度方向上設(shè)置在前邊緣648的后面的后邊緣650。在元件高度方向上,振蕩裝置614的前邊緣648和后邊緣650之間的距離被稱為振蕩裝置614的條帶高度。在優(yōu)選的方式中,振蕩裝置614的厚度可以在元件高度方向上是均勻的。在更優(yōu)選的方式中,振蕩裝置的厚度可以在跨磁道方向和元件高度方向上都是均勻的。
如圖6B還示出的,磁性蓋層632具有位于MFS 646處的前邊緣652,以及在元件高度方向上設(shè)置在前邊緣652的后面的后邊緣654。磁性蓋層632還包含位于或接近前邊緣652的前區(qū)656,以及位于或接近后邊緣654的后區(qū)658。
在特定的方式中,磁性蓋層632的厚度可以在跨磁道方向上是大約均勻的,但是可能在元件高度方向上從前邊緣652至后邊緣654增加。例如,在優(yōu)選的方式中,磁性蓋層632的前區(qū)656的厚度t1(mc)可以小于磁性蓋層632的后區(qū)658的厚度t2(mc)。在一些方式中,厚度t1(mc)可以在從大約4nm至小于大約25nm的范圍中,且厚度t2(mc)可以在從大于大約4nm至大約25nm的范圍中。在一個(gè)特定的方式中,厚度t1(mc)可以在大約4nm至大約8nm的范圍中,而t2(mc)可以在從大約9nm至大約25nm的范圍中。
磁性蓋層632的下表面660可以實(shí)質(zhì)上沿相同的平面分布,在這種情形下,所述平面相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第四傾角θ4成角,如圖6B的實(shí)施例所示。第四傾角θ4可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面優(yōu)選地在從大于0°至小于90°的范圍中。
磁性蓋層632的上表面634可以實(shí)質(zhì)上沿相同的平面分布,在這種情形下,所述平面相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第五傾角θ5成角,如圖6B的實(shí)施例所示。第五傾角θ5可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面優(yōu)選地在從大于0°至小于90°的范圍中。此外,在特定的方式中,第五傾角θ5可以大于第四傾角θ4,該配置導(dǎo)致磁性蓋層632的前區(qū)656的厚度t1(mc)小于磁性蓋層632的后區(qū)658的厚度t2(mc)。
如圖6B進(jìn)一步所示,條帶高度(SH)絕緣層662設(shè)置在振蕩裝置614的后邊緣650和磁性蓋層632的后邊緣654的各自的后面。SH絕緣層662可以包括非磁性材料,例如氧化鋁、TiO2、SiO2、Al2O3-SiO2等。在一些方式中,SH絕緣層662可以包括和TW絕緣層640(未在圖6B所提供的截面圖中示出)相同的一種或多種非磁性材料;然而,在其他方式中,SH絕緣層662和TW絕緣層640可以包括不同的非磁性材料。
SH絕緣層662可以包括正向區(qū)域664,其具有上表面668,所述正向區(qū)域664在接近振蕩裝置614的后邊緣650和磁性蓋層632的后邊緣654的各自的端部上。
SH絕緣層662的正向區(qū)域664的厚度可以相對(duì)于MFS 646在元件高度方向上朝向正向區(qū)域664的后邊緣增加。
在一些方式中,SH絕緣層662的正向區(qū)域664的上表面668的至少一部分可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第六傾角θ6成角。優(yōu)選地,第六傾角θ6可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面在從大于0°至小于90°的范圍中。在一些方式中,第六傾角θ6可以大約等于或大于第五傾角θ5。
在更多的方式中,SH絕緣層662的正向區(qū)域664的上表面668的至少一部分可以與磁性蓋層632的上表面634的一部分分布在實(shí)質(zhì)上相同的平面中。
如圖6B中還示出的,非磁性凸起層670可以被包含在主極602和SH絕緣層640之間。在一些方式中,非磁性凸起層可以是SH絕緣層662材料的延續(xù)。在其他方式中,非磁性凸起層670和SH絕緣層662可以包含不同的非磁性材料。
如之前討論的,磁性蓋層632的上表面634可以分布在實(shí)質(zhì)上相同的平面中,其平面相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第三傾角θ3成角。然而,值得注意的是,在可替代的方式中,磁性蓋層632的上表面634的一個(gè)或多個(gè)部分可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以不同的傾角成角,再次以厚度t1(mc)小于厚度t2(mc)為前提。例如,磁性蓋層632的上表面634的至少兩個(gè)部分可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以不同的傾角成角;磁性蓋層632的上表面634的至少三個(gè)部分可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以不同的傾角成角;等等。
圖6C圖示了MAMR頭601的一個(gè)非限定性實(shí)施例,其中磁性蓋層632的上表面634的兩個(gè)部分相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以不同的傾角成角。由于圖6C的MAMR頭601是圖6A-6B的MAMR頭600的變型,圖6C的MAMR頭601的特征可以具有與那些在圖6A-6B中的MAMR頭600的特征共有的編號(hào)。
如圖6C特別示出的,磁性蓋層632的前區(qū)656和后區(qū)658相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面分別以第七傾角θ7和第八傾角θ8成角。角度θ7和角度θ8可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面各自獨(dú)立地在從大于0°至小于90°的范圍中,其條件是θ8>θ7,如圖6C的實(shí)施例所示。在一些方式中,角度θ7可以大約等于或大于θ4,且角度θ8可以大于θ4。
如圖6C附加地示出的,SH絕緣層662的正向區(qū)域664的上表面668的至少一部分可以相對(duì)于MAMR頭600的沉積平面以第六傾角θ6成角。在一些方式中,第六傾角θ6可以大約等于或大于第七傾角θ7,或第八傾角θ8。在更多的方式中,SH絕緣層662的正向區(qū)域664的上表面668的至少一部分可以與磁性蓋層632的上表面634的至少一部分分布在實(shí)質(zhì)上相同的平面中。
現(xiàn)在參考圖7A-7L,示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可以用于形成MAMR頭的工藝流程中的方法。作為一個(gè)選擇,本方法可以被實(shí)現(xiàn)為構(gòu)造例如其他附圖中所示的那些結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,本方法和本文所呈現(xiàn)的其他方法可以用來(lái)形成用于各種各樣的裝置和/或目標(biāo)的磁性結(jié)構(gòu),其可以或可以不涉及磁記錄。應(yīng)當(dāng)注意的是,任意前述特征可以用于根據(jù)各種方法所描述的實(shí)施例中。還應(yīng)當(dāng)注意的是,根據(jù)各種方式,本方法可以包含比圖7A-7L所描述和/或圖示的那些步驟更多或更少的步驟。此外,除非另有規(guī)定,MAMR頭的一個(gè)或多個(gè)部件的形成可以包括經(jīng)閱讀本公開(kāi)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的常規(guī)技術(shù)(例如濺射、鍍覆、原子層沉積(ALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子研磨等)。另外,本方法以及本文所呈現(xiàn)的其他方法可以在任何所需的環(huán)境中實(shí)施。
如圖7A所示,主極702被沉積在基板704上方。在各種方式中,主極702可以包含一種或多種磁性金屬,例如鐵、鈷、鎳、它們的合金等。
如圖7B所示,第一掩模706形成在主極702的一部分上方。除了其他層(例如一個(gè)或多個(gè)硬掩模層、圖像轉(zhuǎn)移層、抗反射涂層等)以外,第一掩模706可以包含光刻法圖案化的光刻膠的層。圖7C提供了從圖7B的線A-A所視的俯視圖。
如圖7D所示,通過(guò)第一移除工藝將主極702未被第一掩模706所覆蓋的部分移除。該第一移除工藝可以包含離子研磨、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、深度RIE、感應(yīng)耦合等離子體RIE,或本領(lǐng)域已知的其他此類(lèi)移除工藝。在優(yōu)選的方式中,該第一移除工藝可以涉及以掃掠方式且以相對(duì)于法向的角度來(lái)執(zhí)行的離子研磨工藝,從而來(lái)自第一掩模706的遮蔽可以使得離子研磨形成主極702的尾部邊緣錐形(TET)結(jié)構(gòu)。例如,在第一移除工藝之后,主極702包含接近將被限定的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的錐形區(qū)域708。
如圖7E所示,第一掩模706被移除,且振蕩裝置710被沉積在主極702上方。鑒于主極702具有TET結(jié)構(gòu),沉積在其上方的振蕩裝置710也包含接近將被限定的MFS的錐形區(qū)域712。
振蕩裝置710可以是自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO),且包括下文所述的多個(gè)層。然而,值得注意的是,振蕩裝置710不限于STO,這是由于可以使用各種其他的振蕩器設(shè)計(jì)。
如圖7E所示,振蕩裝置710包括按列舉順序的下述層:底層714、自旋極化層(SPL)716、中間層718、高頻率磁場(chǎng)產(chǎn)生層(FGL)720、以及非磁性蓋層722。
底層714可以配置為促進(jìn)形成于其上的層中所需的晶粒生長(zhǎng)和磁化。在各種方式中,底層714可以包括一個(gè)或多個(gè)層,該一個(gè)或多個(gè)層包括以下中的至少一種:銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V,)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銠(Rh)、銥(Ir)、它們的合金等。
SPL 716可以優(yōu)選地具有取向?yàn)榇怪庇诔练e平面(由圖7A中的x-y平面限定)的磁各向異性,且配置為向FGL 720的磁化提供自旋扭矩。在各種方式中,SPL 716可以包含CoPt、CoNi、CoPd、CoCrTaPd中的至少一種,或經(jīng)閱讀本公開(kāi)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的其它合適的磁性材料。
在磁道方向上設(shè)置在SPL 716和FGL 720之間的中間層718可以包含一種或多種非磁性材料,例如金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鉭(Ta)、銥(Ir)、鋁(Al)、硅(Si)、鍺(Ge)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鈀(Pd)、釕(Ru)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、它們的合金等。
FGL 720可以包含一種或多種磁性材料,包含但不限于FeCo、NiFe、CoPt、CoCr、CoIr、CoFeAli、CoFeGe、CoMnGe、CoFeAl、CoFeSi、CoMnSi、TbFeCo等。
非磁性蓋層722可以包括一個(gè)或多個(gè)層,該一個(gè)或多個(gè)層可以包括以下中的至少一種:NiCr、NiFe、鉻(Cr)、鉑(Pt)、銥(Ir)、鉭(Ta)、釕(Ru)、它們的合金等。
如圖7F所示,磁性蓋層724被沉積在振蕩裝置710上方。磁性蓋層724還包含錐形區(qū)域726。在各種方式中,磁性蓋層724可以包含一種或多種磁性材料,例如鐵、鈷、鎳、它們的合金等。在一些方式中,磁性蓋層724可以具有至少一種與尚待形成的尾部屏蔽件共有的磁性材料。
如圖7G所示,第二掩模728形成在磁性蓋層724的錐形區(qū)域726的至少一部分上方。第二掩模728具有形狀,該形狀配置為限定振蕩裝置710和磁性蓋層724從MFS測(cè)量的條帶高度。除了其他層(例如一個(gè)或多個(gè)硬掩模層、圖像轉(zhuǎn)移層、抗反射涂層等)以外,第二掩模728可以包含光刻法圖案化的光刻膠的層。
如圖7H所示,通過(guò)第二移除工藝將磁性蓋層724和振蕩裝置710未被第二掩模728覆蓋的部分移除。該第二移除工藝可以包含離子研磨、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、深度RIE、感應(yīng)耦合等離子體RIE,或本領(lǐng)域已知的其他此類(lèi)移除工藝。在該第二移除工藝之后,磁性蓋層724的后邊緣730和振蕩裝置710的后邊緣732被限定。
如圖7I所示,條帶高度(SH)絕緣層734被沉積在第二掩模728上方,以及在上述移除工藝后被留下暴露的結(jié)構(gòu)的部分上方。SH絕緣層734可以包括非磁性材料,例如氧化鋁、TiO2、SiO2、Al2O3-SiO2等。在各種方式中,SH絕緣層734可以足夠厚,以使得能夠形成非磁性、自對(duì)準(zhǔn)凸起(未示出)。
如圖7J所示,經(jīng)由化學(xué)剝離工藝或本領(lǐng)域已知的其他此類(lèi)合適的工藝將其上具有SH絕緣層734的第二掩模728移除。自其移除第二掩模728的表面隨后經(jīng)受清潔工藝(例如化學(xué)機(jī)械拋光),產(chǎn)生圖7K的結(jié)構(gòu)。
如圖7K特別示出的,上述清潔工藝可以導(dǎo)致磁性蓋層724的一個(gè)或多個(gè)部分的移除。相應(yīng)地,在清潔工藝之后,磁性蓋層724的厚度可以在元件高度方向上從MFS朝向磁性蓋層724的后邊緣730增加。換言之,磁性蓋層724的接近MFS的區(qū)域的厚度t1(mc)可以小于磁性蓋層724的接近其后邊緣730的區(qū)域的厚度t2(mc)。在一些方式中,厚度t1(mc)可以在從大約4nm至小于大約25nm的范圍中,且厚度t2(mc)可以在從大于大約4nm至大約25nm的范圍中。
如圖7K還示出的,上述清潔過(guò)程可以導(dǎo)致SH絕緣層734的一個(gè)或多個(gè)部分的移除。SH絕緣層734包含接近各自的磁性蓋層724的后邊緣730和振蕩裝置710的后邊緣732的正向區(qū)域736。SH絕緣層734的正向區(qū)域736的厚度可以相對(duì)于MFS在元件高度方向上朝向其后邊緣738(優(yōu)選地以實(shí)質(zhì)上線性的方式)增加。在一些方式中,SH絕緣層734的正向區(qū)域736的上表面740的一個(gè)或多個(gè)部分可以與磁性蓋層724的上表面742的一個(gè)或多個(gè)部分分布在實(shí)質(zhì)上相同的平面中,其中所述平面相對(duì)于MAMR頭的沉積表面以(優(yōu)選地大于0°且小于90°)傾角成角。
值得注意的是,磁性蓋層724的存在可以緩解和/或消除在與清潔工藝相關(guān)的工藝波動(dòng)期間的厚SH絕緣層734的掩模效應(yīng)。例如,如上文提到的,在移除第二掩模728之后且在清潔工藝之前,厚SH絕緣層734可以在元件高度方向上呈現(xiàn)在磁性蓋層724和振蕩裝置710的后面。該厚SH絕緣層734可以有效地起研磨掩模的作用,從而使得SH絕緣層734以及周?chē)浇那鍧嵶兊美щy。在沒(méi)有磁性蓋層724的保護(hù)的情況下,存在過(guò)度清潔SH絕緣層734附近的區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn),這些區(qū)域包括振蕩裝置710。相應(yīng)地,在沒(méi)有磁性蓋層724的保護(hù)的情況下,清潔工藝可能導(dǎo)致振蕩裝置710在元件高度方向上具有不均勻的厚度,如可見(jiàn)于不具有磁性蓋層724不然則等同于本文所描述的新穎的MAMR頭的常規(guī)MAMR頭中。
然而,如圖7K中明顯可見(jiàn)的,在清潔工藝和其他后續(xù)的制造步驟期間,磁性蓋層724保持振蕩裝置710的總厚度,其還可以限定尾部間隙厚度。相應(yīng)地,振蕩裝置710在元件高度方向上(如圖7K所示)和跨磁道方向上(未示出)具有均勻厚度t(osc)。
如圖7L所示,尾部屏蔽件744被沉積在磁性蓋層724和SH絕緣層734上方。在各種方式中,尾部屏蔽件744可以包含一種或多種磁性材料,例如鐵、鈷、鎳、它們的合金等。在一些方式中,尾部屏蔽件744和磁性蓋層724可以磁耦合。在一個(gè)特定的方式中,尾部屏蔽件744和磁性蓋層724可以包含至少一種共有的磁性材料。
盡管未在圖7L中示出,尾部屏蔽件籽層可以設(shè)置在至少磁性蓋層724和尾部屏蔽件744之間。在一些方式中,尾部屏蔽件籽層可以包含導(dǎo)電材料,且具有高飽和磁矩,從而起尾部屏蔽件744的一部分的作用??商娲?,尾部屏蔽件籽層可以是導(dǎo)電非磁性材料(例如釕、銠等),從而充當(dāng)間隙層和電鍍籽層。
還值得注意的是,盡管未在圖7A-7L中示出,與其相關(guān)的方法可以包含附加的步驟,例如:在跨磁道方向上限定振蕩裝置710的寬度,在跨磁道方向上在振蕩裝置710和磁性蓋層724的任一側(cè)上沉積磁道寬度(TW)絕緣層,等等。
為了更好地理解上文參考圖6A-6C所描述的MAMR頭的益處,以及根據(jù)例如上文參考圖7A-7L所描述的方法來(lái)制造MAMR頭的益處,將這樣的MAMR頭及方法與制造常規(guī)MAMR頭的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較是有助益的。圖8A-8G圖示了制造常規(guī)MAMR頭的典型的現(xiàn)有技術(shù)方法。
如圖8A所示,振蕩裝置802被沉積在主極804上方,主極804具有接近將被限定的面對(duì)介質(zhì)側(cè)(MFS)的錐形部分806。鑒于主極804的尾部邊緣錐形(TET)結(jié)構(gòu),沉積在其上方的振蕩裝置802也包含接近將被限定的MFS的錐形區(qū)域808。
振蕩裝置802可以是自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器,其包括按照順序的下述層:底層810、自旋極化層(SPL)812、中間層814、高頻率磁場(chǎng)產(chǎn)生層(FGL)816、以及非磁性蓋層818。
如圖8B所示,掩模820形成在振蕩裝置802的錐形區(qū)域808的至少一部分上方。掩模820具有形狀,該形狀配置為限定振蕩裝置802從MFS測(cè)量的條帶高度。除了其他層(例如一個(gè)或多個(gè)硬掩模層、圖像轉(zhuǎn)移層、抗反射涂層等)以外,掩模820可以包含光刻法圖案化的光刻膠的層。
如圖8C所示,通過(guò)移除工藝將振蕩裝置802未被掩模820覆蓋的部分移除。該移除工藝可以包含離子研磨、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、深度RIE、感應(yīng)耦合等離子體RIE,或本領(lǐng)域已知的其他這樣的移除工藝。在該移除工藝之后,振蕩裝置802的后邊緣822被限定。
如圖8D所示,條帶高度(SH)絕緣層824被沉積在掩模820上方,以及在上述移除工藝后被留下暴露的結(jié)構(gòu)的部分上方。在各種方式中,SH絕緣層824可以足夠厚,以使得能夠形成非磁性、自對(duì)準(zhǔn)凸起(未示出)。
如圖8E所示,經(jīng)由化學(xué)剝離工藝或本領(lǐng)域已知的其他此類(lèi)合適的工藝將其上具有SH絕緣層824的掩模820移除。自其移除掩模820的表面隨后經(jīng)受清潔工藝(例如化學(xué)機(jī)械拋光),產(chǎn)生圖8F的結(jié)構(gòu)。
如圖8F特別示出的,上述清潔工藝可以導(dǎo)致SH絕緣層824的一個(gè)或多個(gè)部分的移除。相應(yīng)地,在清潔工藝之后,SH絕緣層824的正向區(qū)域826的厚度可以相對(duì)于MFS在元件高度方向上從MFS朝向其后邊緣828增加。
如圖8F還示出的,上述清潔過(guò)程可以導(dǎo)致振蕩裝置802的一個(gè)或多個(gè)部分的移除。相應(yīng)地,在清潔工藝之后,振蕩裝置802的厚度(且因此尾部間隙的厚度)可能在元件高度方向上不均勻,即振蕩裝置802的厚度可能在元件高度方向上從MFS朝向其后邊緣822增加。換言之,振蕩裝置802的接近MFS的區(qū)域的厚度t1(mc)可能小于振蕩裝置802的接近其后邊緣822的區(qū)域的厚度t2(mc)。
應(yīng)當(dāng)注意的是,常規(guī)MAMR頭不包含在振蕩裝置802上方的磁性蓋層(例如本文所公開(kāi)的那些磁性蓋層)。因此,與清潔工藝相關(guān)的工藝波動(dòng)導(dǎo)致振蕩裝置(且因此尾部間隙)的不期望的、非均勻的厚度。例如,如上文提到的,在移除掩模820之后且在清潔工藝之前,厚SH絕緣層824可以在元件高度方向上呈現(xiàn)在振蕩裝置802的后面。該厚SH絕緣層824可以有效地起研磨掩模的作用,從而使得絕緣層以及周?chē)浇那鍧嵶兊美щy。在沒(méi)有本文所公開(kāi)的磁性蓋層的保護(hù)的情況下,存在過(guò)度清潔SH絕緣層824附近的區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn),這些區(qū)域包含振蕩裝置802。相應(yīng)地,在沒(méi)有這樣的磁性蓋層的保護(hù)的情況下,清潔工藝導(dǎo)致振蕩裝置802最終在元件高度方向上具有不均勻的厚度,如圖8F中可見(jiàn)。MAMR頭的這樣的常規(guī)制造工藝可能因此導(dǎo)致它們的各自的振蕩裝置(以及尾部間隙)的不期望的厚度波動(dòng),導(dǎo)致所述MAMR頭的不連續(xù)的讀取/寫(xiě)入性能。
如圖8G所示,尾部屏蔽件830被沉積在振蕩裝置802和SH絕緣層824上方。盡管未在圖8G中示出,尾部屏蔽件籽層可以設(shè)置在至少振蕩裝置802和尾部屏蔽件830之間。
還值得注意的是,盡管未在圖8A-8G中示出,現(xiàn)有技術(shù)可以包括附加的步驟,例如:在跨磁道方向上限定振蕩裝置802的寬度,在跨磁道方向上在振蕩裝置802的任一側(cè)上沉積磁道寬度(TW)絕緣層,等等。
應(yīng)當(dāng)注意的是,本文所呈現(xiàn)的用于各種實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例的方法可以整體或部分地實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件、軟件中,手工的、使用專業(yè)設(shè)備等,或它們的組合。
此外,可以使用公知的材料和/技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)任何的結(jié)構(gòu)和/或步驟,一經(jīng)閱讀本說(shuō)明書(shū),這些對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得顯而易見(jiàn)。
已通過(guò)示例的方式呈現(xiàn)了本文所公開(kāi)的創(chuàng)造性概念,以多種示例性情景、實(shí)施例、和/或?qū)崿F(xiàn)方式解釋了其大量的特征。應(yīng)當(dāng)理解的是,總體公開(kāi)的概念應(yīng)被視為模塊化的,且可以以其任意組合、變換或綜合來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員一經(jīng)閱讀本說(shuō)明書(shū)即可理解的本公開(kāi)的特征、功能、以及概念的任何修改、替代或等同亦應(yīng)當(dāng)被視為在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
雖然已在上面描述了各種實(shí)施例,但應(yīng)當(dāng)理解的是,它們僅通過(guò)示例的方式呈現(xiàn)而非限制。因此,本發(fā)明的實(shí)施例的廣度和范圍不應(yīng)由任何上述的示范性實(shí)施例來(lái)限制,而應(yīng)僅根據(jù)隨附的權(quán)利要求及其等同來(lái)限定。