具有与波导相邻的光学反射屏蔽材料的热辅助磁记录(HAMR)头制造技术

本发明专利技术题为具有与波导相邻的光学反射屏蔽材料的热辅助磁记录(HAMR)头。本发明专利技术公开了一种热辅助磁记录(HAMR)头，该热辅助磁记录(HAMR)头具有气体轴承滑块，该气体轴承滑块支撑主磁极、近场换能器(NFT)和光学耦合到该NFT的波导。光学反射侧屏蔽件在该滑块的气体轴承表面(GBS)处与该波导的跨磁道侧相邻定位。这些侧屏蔽件还可与该NFT的跨磁道侧相邻定位，并且在沿磁道方向上延伸到写入头的磁返回极。这些侧屏蔽件的在该GBS处与该NFT相邻的部分之间的跨磁道间隙宽度可不同于这些侧屏蔽件的在该GBS处与该波导端部相邻的部分之间的跨磁道间隙宽度。磁道间隙宽度。磁道间隙宽度。

【技术实现步骤摘要】
具有与波导相邻的光学反射屏蔽材料的热辅助磁记录(HAMR)头


[0001]本专利技术整体涉及热辅助磁记录(HAMR)盘驱动器，其中在盘上的磁记录层处于升高的温度时写入数据，并且更具体地，涉及改进的HAMR头。

技术介绍

[0002]在常规磁记录中，在记录介质中所存储的磁化的热不稳定性可导致记录数据的丢失。为避免这种情况，需要具有高磁晶各向异性(K
u
)的介质。然而，增大K
u
也增大介质的矫顽磁性，这可超出写入头的写入字段能力。由于已知记录层的磁性材料的矫顽磁性依赖于温度，因此对于热稳定问题的一种建议解决方案是热辅助磁记录(HAMR)，其中高K
u
磁记录材料在通过主磁极写入期间被局部加热以降低足以进行写入的矫顽磁性，但其中矫顽磁性/各向异性足够高，以在盘驱动器的环境温度(即，约15℃
‑
30℃的正常操作温度或“室温”)下实现所记录位元的热稳定性。在一些提出的HAMR系统中，磁记录材料被加热至接近或高于其居里温度。然后，通过常规磁阻读取头在环境温度下回读所记录的数据。已经针对常规连续介质提出了HAMR盘驱动器，其中磁记录材料是盘上的连续层，并且针对位元图案介质(BPM)提出了HAMR盘驱动器，其中磁记录材料被图案化成离散数据岛或“位元”。
[0003]一种类型的提出的HAMR盘驱动器使用激光源和耦合到近场换能器(NFT)的光学波导，用于加热盘上的记录材料。“近场”换能器是指“近场光学器件”，其中光通过具有亚波长特征的元件，并且光耦合到位于距第一元件亚波长距离的第二元件，诸如磁记录介质之类的衬底。NFT通常位于气体轴承滑块的气体轴承表面(GBS)处，该气体轴承滑块还支撑读/写头并且骑跨或“归档”在盘表面上方。
[0004]具有大体三角形或梯形输出端的NFT在US 8,705,327 B2中有所描述。在该NFT中，在波导的表面处产生的消散波耦合到在NFT的表面上激发的表面等离子激元，并且在输出端的顶点处产生强光学近场。

技术实现思路

[0005]在HAMR中期望改善光学效率，使得波导模式有效地转换为光学近场，并且将光更多地限制在NFT的顶点处。这将改善记录层中的热梯度，这意味着在被记录的位的边缘处存在温度的急剧下降。这将增加区域数据密度并降低激光功率以减少激光的功率消耗。
[0006]在本专利技术的实施方案中，光学反射侧屏蔽件在GBS处与波导的跨磁道侧相邻定位。这些侧屏蔽件还可与该NFT的跨磁道侧相邻定位，并且在沿磁道方向上延伸到写入头的磁返回极。这些侧屏蔽件的在该GBS处与该NFT相邻的部分之间的跨磁道间隙宽度可不同于这些侧屏蔽件的在该GBS处与该波导端部相邻的部分之间的跨磁道间隙宽度。
[0007]为了更全面地理解本专利技术的实质和优点，应当参考结合附图所作的以下具体描述。
附图说明
[0008]图1是根据本专利技术的实施方案的热辅助磁记录(HAMR)盘驱动器的顶视图。
[0009]图2是根据现有技术的在HAMR盘驱动器中使用的气体轴承滑块和HAMR盘的一部分的侧剖视图，该侧剖视图由于难以显示非常小的特征部而未按比例绘制。
[0010]图3A是根据现有技术并且相对于盘上的记录层示出的构成主极和初级极、近场换能器(NFT)和波导的材料层的侧剖视图。
[0011]图3B是根据现有技术的主极、初级极、NFT、锥形波导和位于主极的跨磁道侧上的热沉材料的透视图。
[0012]图4A是现有技术HAMR头的穿过X
‑
Z平面的剖视图，并且图4B是穿过X
‑
Z平面的透视剖视图，其中光学反射屏蔽件与仅NFT的跨磁道侧相邻。
[0013]图5A是根据本专利技术的实施方案的HAMR头的穿过X
‑
Z平面的透视剖视图，图5B是从气体轴承表面(GBS)观察的视图，并且图5C是穿过X
‑
Y平面的剖视图。
[0014]图6A是本专利技术的另一个实施方案的穿过X
‑
Z平面的透视剖视图，并且图6B是从GBS观察的视图。
[0015]图7A是根据本专利技术的实施方案的HAMR头的从GBS观察的视图，并且图7B是穿过X
‑
Y平面的剖视图，示出了侧屏蔽件之间的跨磁道间隙宽度。
[0016]图8A是根据本专利技术的实施方案的HAMR头的穿过X
‑
Y平面的剖视图，示出了侧屏蔽件的多个锥角。
[0017]图8B是根据本专利技术的实施方案的HAMR头的穿过X
‑
Y平面的剖视图，示出了侧屏蔽件的弯曲表面。
[0018]图9是根据本专利技术的实施方案的HAMR头的GBS视图，示出了不平行于波导端部的跨磁道侧边缘的侧屏蔽件。
[0019]图10是根据本专利技术的实施方案的适用于叠瓦式磁记录(SMR)的HAMR头的GBS视图。
具体实施方式
[0020]图1是根据本专利技术的实施方案的热辅助记录(HAMR)盘驱动器100的顶视图。在图1中，HAMR盘驱动器100被描绘为具有盘150，该盘具有布置在径向间隔开的圆形磁道118中的常规连续磁记录材料的磁记录层31。仅示出了靠近盘150的内径和外径的若干代表性磁道118。然而，记录层可以是具有离散数据岛的位元图案化介质(BPM)层，而不是常规的连续磁记录层。
[0021]驱动器100具有支撑致动器130的外壳或基部112和用于使磁记录盘150旋转的驱动马达。致动器130可为具有刚性臂131并围绕枢轴132旋转(如箭头133所示)的音圈马达(VCM)旋转致动器。头悬架组件包括悬架135和头载体诸如气体轴承滑块120，该悬架具有附接到致动器臂131的端部的一端，该头载体附接到悬架135的另一端。悬架135允许滑块120保持非常接近盘150的表面，并且使其能够在盘150沿箭头20的方向旋转时在由该盘生成的气体(通常为空气或氦气)轴承上“倾斜”和“滚动”。滑块120支撑HAMR头(未示出)，该HAMR头包括磁阻读取头、感应式写入头、近场换能器(NFT)和光学波导。具有780nm至980nm波长的半导体激光器88可用作HAMR光源，并且被描绘为支撑在滑块120的顶部上。作为另外一种选择，激光器可位于悬架135上并通过光学通道耦合到滑块120。当盘150沿箭头20的方向旋转
时，致动器130的移动允许滑块120上的HAMR头访问盘150上的不同数据磁道118。滑块120通常由复合材料形成，诸如氧化铝/碳化钛(Al2O3/TiC)的复合材料。图1中仅示出了具有相关联的滑块和读写头的一个盘表面，但通常在由主轴马达旋转的轮毂上堆叠有多个盘，其中单独的滑块和HAMR头与每个盘的每个表面相关联。
[0022]在以下附图中，X轴表示垂直于滑块的气体轴承表面(GBS)的轴线，Y轴表示磁道宽度或跨磁道轴线，并且Z轴表示沿磁道轴线。图2是示出根据现有技术的HAMR头的构型示例的示意性剖视图。在图2中，盘150被描绘为具有记录层31，该记录层为具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于写入磁记录盘上的磁记录层的热辅助磁记录(HAMR)头，所述热辅助磁记录(HAMR)头包括：气体轴承滑块，所述气体轴承滑块具有用于面向所述盘上的所述磁记录层的气体轴承表面(GBS)，所述GBS具有沿磁道轴线和正交于所述沿磁道轴线的跨磁道轴线；主极，所述主极位于实质上正交于所述GBS的表面上并且具有实质上位于所述GBS处的输出端；近场换能器(NFT)，所述NFT位于实质上平行于所述主极取向的所述滑块上，所述NFT具有实质上位于所述GBS处的输出尖端，所述输出尖端与所述主极输出端在所述沿磁道方向上对准；光学波导，所述光学波导位于所述滑块上用于与所述NFT光学耦合，所述波导具有大体正交于所述GBS的长度和所述GBS附近的端部；和光学反射侧屏蔽件，所述光学反射侧屏蔽件与所述波导端部的所述跨磁道侧中的每一侧相邻。2.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述侧屏蔽件还与所述NFT的所述跨磁道侧相邻定位。3.根据权利要求2所述的HAMR头，其中在所述GBS处与所述NFT相邻的所述侧屏蔽件之间的所述跨磁道间隙宽度不同于在所述GBS处与所述波导端部相邻的所述侧屏蔽件之间的所述跨磁道间隙宽度。4.根据权利要求1所述的HAMR头，其中在所述GBS处的所述侧屏蔽件之间的所述跨磁道间隙宽度介于约100nm和300nm之间。5.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括返回极，所示返回极位于实质上正交于所述GBS的表面上，所述返回极耦合到所述主极并且具有实质上位于所述GBS处的端部，并且其中所述侧屏蔽件朝向所述返回极在所述沿磁道方向上延伸超过所述波导端部。6.根据权利要求5所述的HAMR头，其中所述侧屏蔽件实质上与所述返回极接触。7.根据权利要求5所述的HAMR头，所述HAMR头还包括位于所述侧屏蔽件和所述返回极之间的NFT镜面材料层，并且其中所述侧屏蔽件实质上与所述NFT镜面层接触。8.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述侧屏蔽件具有锥角，所示锥角位于所述侧屏蔽件和所述GBS之间，其中所述锥角介于约10度和45度之间。9.根据权利要求8所述的HAMR头，其中所述锥角为第一锥角，其中所述侧屏蔽件具有第二锥角，所述第二锥角位于所述侧屏蔽件和平行于所述GBS但从所述GBS凹入的平面之间，并且其中所述第二锥角不同于所述第一锥角。10.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述侧屏蔽件在所述跨磁道方向上具有从所述GBS到从所述GBS凹入的区域的弯曲表面。11.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述侧屏蔽件不平行于所述波导端部的所述跨磁道侧边缘。12.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括与所述侧屏蔽件的所述跨磁道侧相邻的热沉材料。13.根据权利要求12所述的HAMR头，其中所述热沉材料选自Cu、Au、Ag、Al、W、Ru、Cr、...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本拓也，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：