具有自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(sto)和sto腐蝕監(jiān)控器的滑塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種磁記錄系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種提供微波輔助磁記錄(MAMR)的具有自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO)的寫(xiě)磁頭。
【背景技術(shù)】
[0002]其中在磁盤(pán)的磁記錄層中的垂直或者平面外方向中存儲(chǔ)記錄比特的磁記錄硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的垂直磁記錄(PMR)允許超高記錄密度，即磁盤(pán)上的記錄比特的面密度超高。然而，記錄密度提高需要相應(yīng)地降低磁記錄層中的磁性顆粒的尺寸以實(shí)現(xiàn)足夠的介質(zhì)信噪比。隨著磁性顆粒的尺寸減小，磁性顆粒的磁晶各向異性必須提高，以保持適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定性。同時(shí)，來(lái)自磁頭的磁寫(xiě)入場(chǎng)必須超過(guò)磁記錄層的矯頑力，從而實(shí)現(xiàn)飽和數(shù)據(jù)記錄，導(dǎo)致對(duì)磁性顆粒的各向異性產(chǎn)生矛盾限制。
[0003]已經(jīng)提出一種采用使用自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO)的高頻輔助寫(xiě)入的PMR系統(tǒng)。也稱(chēng)為微波輔助磁記錄(MAMR)的這種記錄將來(lái)自STO的高頻振蕩輔助磁場(chǎng)施加給記錄層的磁性顆粒。輔助磁場(chǎng)可能具有接近記錄層中的磁性顆粒的諧振頻率的一定頻率，以促進(jìn)比以無(wú)輔助記錄時(shí)可能以其它方式實(shí)現(xiàn)的來(lái)自傳統(tǒng)磁寫(xiě)入頭更低的寫(xiě)入磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換顆粒的磁性。相反地，MAMR可能用于將磁記錄層的矯頑力提高至高于傳統(tǒng)的寫(xiě)入頭將單獨(dú)寫(xiě)入的矯頑力。MAMR提供的矯頑力提高允許磁性顆粒的尺寸減小，并且因而相應(yīng)地提高記錄密度。在US 6, 785, 092B2 ；US 2008/0137224A1 ;和 J.G.Zhu 等人的“Microwave Assisted MagneticRecording，，，IEEE Transact1ns on Magnetics, Vol.44, N0.1, January 2008, pp.125-131中描述了 MAMR系統(tǒng)。
[0004]在所提出的MAMR寫(xiě)入頭中，STO位于寫(xiě)入極與尾磁屏蔽之間的磁頭載架或者滑塊上。STO為由通常為銅(Cu)的非磁性導(dǎo)電間隔層分離的兩個(gè)或者更多磁性層組成的多層膜堆疊。其中一層磁性層一一磁場(chǎng)產(chǎn)生層(FGL)被設(shè)計(jì)成在存在垂直于膜堆疊的膜平面的直流電流時(shí)使其磁化方向振蕩。在存在高于臨界電流密度的電流時(shí)，被稱(chēng)為參考層并且其磁化方向優(yōu)選地不振蕩的另一磁性層起“自旋極化器”的作用，以在FGL處產(chǎn)生自旋極化電流。這使FGL的磁化方向的靜態(tài)平衡不穩(wěn)定，導(dǎo)致其在用于MAMR應(yīng)用的頻率下經(jīng)歷持續(xù)振蕩。
[0005]STO Cu間隔層易受可能在滑塊的空氣軸承表面(ABS)暴露于大氣并且Cu氧化時(shí)發(fā)生的腐蝕影響。STO的電觸點(diǎn)高于和低于ST0，因?yàn)榇┻^(guò)STO層的平面垂直地引導(dǎo)電流。因而，一種通過(guò)使用現(xiàn)有的電觸點(diǎn)測(cè)量STO的電阻而檢測(cè)腐蝕的方法不可靠，因?yàn)殚g隔層太薄，以致電阻值以及電阻的變化太小。同樣地，STO在MAMR磁頭中的小尺寸和位置使得難以通過(guò)使用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)STO成像而可靠地檢測(cè)腐蝕。
[0006]由于在大規(guī)模生產(chǎn)采用MAMR磁頭的滑塊期間重要的是能夠識(shí)別那些具有不可接受STO腐蝕水平的滑塊，所以一種可靠的STO腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)和方法是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種支撐采用自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO)和單獨(dú)的腐蝕監(jiān)控器(CM)的微波輔助磁記錄(MAMR)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器滑塊。CM包括由與STO的間隔層相同的材料形成的腐蝕檢測(cè)層。優(yōu)選地，CM位于滑塊上，使得與STO共面但是與STO側(cè)向間隔開(kāi)，以遠(yuǎn)離MAMR寫(xiě)磁頭。優(yōu)選地，腐蝕檢測(cè)層在ABS處具有邊緣，使暴露于與STO的間隔層相同的大氣條件。電引線(xiàn)位于CM的末端處，并且電連接至滑塊的上表面上的襯墊。通過(guò)檢測(cè)腐蝕檢測(cè)層的平面中的電流而測(cè)量CM的電阻。腐蝕檢測(cè)層也比間隔層充分寬。因而，在CM平面中測(cè)量的CM的電阻遠(yuǎn)高于垂直于STO的平面測(cè)量的STO的電阻，這使得更易于檢測(cè)腐蝕可能引起的電阻的微小變化。
[0008]為了更充分地理解本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合附圖參考下文詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是移除蓋板從而與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微波輔助磁記錄(MAMR)寫(xiě)磁頭一起使用的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的頂部平面圖。
[0010]圖2A是沿與磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)磁道相交的中心平面截取的現(xiàn)有技術(shù)垂直MAMR寫(xiě)入頭、讀取頭和記錄磁盤(pán)的側(cè)截面圖。
[0011 ] 圖2B是從磁盤(pán)觀察的圖2A的讀/寫(xiě)頭的視圖。
[0012]圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的滑塊的空氣軸承表面(ABS)的視圖。
[0013]圖3B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的滑塊的上表面的視圖。
[0014]圖4是作為空氣暴露時(shí)間的函數(shù)的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(STO)電阻和腐蝕監(jiān)控器(CM)電阻的曲線(xiàn)圖。
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示出組成STO和CM的層的一部分滑塊ABS的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1是移除蓋板從而與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微波輔助磁記錄(MAMR)寫(xiě)入頭一起使用的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的頂部平面圖。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10包括支撐心軸14的剛性基部12，剛性基部12支撐包括頂部磁盤(pán)16的磁盤(pán)堆疊。心軸14被心軸馬達(dá)(未示出)旋轉(zhuǎn)，以沿著彎曲箭頭105所示方向旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10具有至少一個(gè)荷載梁組件20，其具有采用導(dǎo)電互連極限或者電線(xiàn)陣列32的集成頭懸架(ILS)或者彎曲部30。荷載梁組件20附接至剛性臂22，剛性臂22連接至E形支撐結(jié)構(gòu)，有時(shí)稱(chēng)為E塊24。每個(gè)彎曲部30都附接至空氣軸承滑塊28。磁性記錄讀/寫(xiě)頭29位于滑塊28的末端處或者尾表面處，滑塊用作磁頭的運(yùn)載器。彎曲部30使得滑塊28能夠在旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)16產(chǎn)生的空氣軸承上“俯仰”和“滾轉(zhuǎn)”。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10也包括在樞軸點(diǎn)41處可旋轉(zhuǎn)地安裝至剛性基部12的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件40。致動(dòng)器組件40為音圈馬達(dá)(VCM)致動(dòng)器，其包括固定至基部12的磁體組件42和音圈43。當(dāng)被控制電路(未示出)加電時(shí)，音圈43移動(dòng)，并且因此旋轉(zhuǎn)具有附接臂22和荷載梁組件20的E塊24，從而將讀/寫(xiě)磁頭29定位至磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)磁道。跡線(xiàn)互連陣列32在一端處連接至讀/寫(xiě)磁頭29，并且在其另一端處連接至被固定至E塊24的側(cè)面的電模塊或者芯片50中所含的讀/寫(xiě)電路。芯片50包括讀前置放大器和寫(xiě)驅(qū)動(dòng)器電路。
[0017]圖2A是沿與磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)磁道相交的中心平面截取的現(xiàn)有技術(shù)垂直MAMR寫(xiě)入頭、讀取頭和記錄磁盤(pán)的側(cè)截面圖。如圖2A中所示，該磁盤(pán)可能為包括垂直磁數(shù)據(jù)記錄層(RL) 17和在磁盤(pán)襯底13上形成的“柔軟”或者相對(duì)低矯頑力透磁底層(SUL) 19的“雙層”磁盤(pán)16。非磁性中間層(未示出)通常堆疊在RL和SUL之間。讀/寫(xiě)磁頭29通常作為沉積在使其空氣軸承表面(ABS)被支撐在磁盤(pán)16之上的空氣軸承滑塊28的尾表面25上的一系列薄膜形成。滑塊通常由氧化鋁/碳化鈦合成材料制成。讀/寫(xiě)磁頭29包括磁阻(MR)讀入磁頭29a和MAMR寫(xiě)入磁頭29b。MR讀入磁頭29a由位于磁屏蔽SI和S2之間的MR傳感器181組成，并且在沉積組成MAMR寫(xiě)入磁頭29b的層之前沉積在滑塊28的尾表面25上。
[0018]MAMR寫(xiě)入磁頭29b為單寫(xiě)入極式垂直磁記錄(PMR)寫(xiě)入磁頭，并且包括軛結(jié)構(gòu)，其包括具有極尖141的寫(xiě)入極(WP) 140的主極134、磁通返回極135、尾磁屏蔽170以及連接主極134和返回極135的軛柱137。MAMR寫(xiě)入磁頭29b也可能包括處于ABS處的前屏蔽138。主極134、寫(xiě)入極140、磁通返回極135、尾磁屏蔽170和前屏蔽138由鐵磁合金形成，通常為NiFeXoFe或者NiFeCo合金。電絕緣層136位于軛柱137和主極134之間。STO 175基本位于尾屏蔽170和寫(xiě)入極尖141之間的ABS處。寫(xiě)入磁頭29b也包括薄膜線(xiàn)圈，以返回極135和主極134之間的線(xiàn)圈139的截面示出其截面。寫(xiě)入線(xiàn)圈139為“扁平”線(xiàn)圈，其中所有的線(xiàn)圈截面都基本處于相同平面中，并且纏繞軛柱137，但是可替選地，線(xiàn)圈可能為纏繞主極134的螺旋線(xiàn)圈。WP 140為一部分主極134，并且具有基本處于面對(duì)磁盤(pán)16的外表面的ABS處的極尖141。穿過(guò)線(xiàn)圈139的寫(xiě)入電流包括下列磁場(chǎng)(如虛線(xiàn)160所示)，其來(lái)自穿過(guò)RL16的WP尖141 (以磁化WP尖141之下的RL 16區(qū)域)，穿過(guò)SUL 19提供的磁通返回路徑，并且返回該返回極135。在向RL 17施加寫(xiě)入磁場(chǎng)的同時(shí)，STO 175向RL 17施加輔助AC場(chǎng)。這產(chǎn)生微波輔助磁記錄(MAMR)，MAMR提高了 RL 17中的顆粒的磁化轉(zhuǎn)換。示出RL 17具有垂直記錄或者磁化區(qū)域，如箭頭所示，相鄰區(qū)域具有相反磁化方向。相鄰的方向相反磁化區(qū)域之間的磁性轉(zhuǎn)換可被MR傳感器181記錄成記錄比特。
[0019]圖2B是從磁盤(pán)16觀察的讀/寫(xiě)磁頭29的視圖。ABS為滑塊28的面對(duì)記錄層表面，其通常垂直于尾表面25，并且示出其不具有通常存在于實(shí)際滑塊中的薄保護(hù)膜。面對(duì)記錄層表面的意思應(yīng)為被薄保護(hù)膜覆蓋的滑塊28的表面，當(dāng)不存在保護(hù)膜時(shí)滑塊的實(shí)際外表面，或者保護(hù)膜的外表面。措詞“基本處于面對(duì)記錄層表面處”的意思實(shí)際上應(yīng)為處于表面處，或者從表面稍微凹陷。磁盤(pán)16 (圖2A)在被稱(chēng)為沿著磁道方向的方向105中相對(duì)于讀/寫(xiě)磁頭29移動(dòng)。垂直于方向105并且平行于ABS的平面的方向被稱(chēng)為交叉磁道方向。WP尖141在交叉磁道方向中的寬度基本限定了 RL 17中的數(shù)據(jù)磁道的磁道寬度(TW)(圖2A)。TS 170改變寫(xiě)入磁場(chǎng)的角度以及其梯度，并且使寫(xiě)入更高效。
[0020]MAMR寫(xiě)入磁頭的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩器(ST0)175位于尾屏蔽170和WP尖141之間。STO 175為由通常為銅(Cu)的非磁性導(dǎo)電間隔層隔開(kāi)的兩層或者更多磁性層組成的多層膜堆疊。例如，在US 7，982，996B2和US 2013/0083423A1以及J.G.Zhu等人 的‘‘Microwave Assisted Magnetic Recording”，IE