用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备和方法

摘要

提供一种设备，其包括邻近空气承载表面的波导、包括具有垂直于空气承载表面的侧面的桩的近场传感器，以及邻近该波导的写入磁极。写入磁极包括相对于空气承载表面以非垂直角度延伸朝向空气承载表面的第一部分,和接触第一部分并包括延伸朝向和垂直地接触空气承载表面的侧面的第二部分。第二部分或写入磁极限定垂直于空气承载表面的桩的侧面以及延伸朝向并垂直地接触空气承载表面的写入磁极的第二部分的侧面之间的间隙。还批露了一种制备包括所提供的设备的磁性记录头的方法。

权利要求

1.一种用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其包括：邻近空气承载表面的波导；

近场传感器，该近场传感器邻近该波导，并包括具有垂直于空气承载表面的侧面的桩；

和

写入磁极，该写入磁极邻近波导，并包括相对于空气承载表面以非垂直角度延伸朝向空气承载表面的第一部分,和接触第一部分并包括延伸朝向和垂直地接触空气承载表面的侧面的第二部分，其中，第二部分限定垂直于空气承载表面的桩的侧面以及延伸朝向并垂直地接触空气承载表面的写入磁极的第二部分的侧面之间的间隙，其中所述间隙在平行于空气承载表面的相对两侧面上由所述近场传感器的盘和所述空气承载表面来限定。

2.如权利要求1所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，第二部分具有均匀的横截面形状。

3.如权利要求2所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述横截面形状是矩形。

4.如权利要求1所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，第二部分包括磁性材料。

5.如权利要求4所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述磁性材料包括金属或合金。

6.如权利要求5所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述金属或合金包括铁、钴或镍中的至少一种。

7.如权利要求1所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，第一部分以15°-70°的角度相对于空气承载表面设置。

8.如权利要求1所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述间隙是沿着空气承载表面的5nm-100nm的长度。

9.如权利要求1所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，用绝缘体至少部分地填充所述间隙。

10.如权利要求9所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述绝缘体包括氧化物、氮化物或它们的化合物。

11.如权利要求10所述的用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备，其特征在于，所述氧化物包括二氧化硅或氧化铝。

12.一种制备磁性记录头的方法，所述方法包括：在与基材平行的平面上图案沉积近场传感器桩和近场传感器盘，其中，所述近场传感器盘接触所述近场传感器桩；

在与基材平行的平面上沉积绝缘层，

其中所述绝缘层覆盖所述近场传感器桩和近场传感器盘；

平坦化包括所述绝缘层、所述近场传感器桩和所述近场传感器盘的表面；

在该平坦化的表面上图案沉积蚀刻阻挡层,然后沉积散热器,其中该散热器接触该近场传感器盘；

在该散热器顶部并接触散热器地沉积斜面层；

蚀刻该斜面层来形成斜面的散热器；

去除所述蚀刻阻挡层；和

图案化在该斜面的散热器和该绝缘层顶部并接触该斜面的散热器和绝缘层的写入磁极。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述散热器包括纳米晶体金刚石。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述绝缘层包括介电材料。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述介电材料包括氧化铝或二氧化硅。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述写入磁极的第二部分包括磁性材料，该磁性材料包括金属或合金，其包括铁、钴或镍中的至少一种。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将硬掩模施加到绝缘层，然后在平坦化的表面上图案沉积散热器和蚀刻阻挡层。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述硬掩模包括无定形碳。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在平坦化包括绝缘层、近场传感器桩和近场传感器盘的表面之后，去除所述硬掩模。

20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过绝缘层限定写入磁极和近场传感器桩之间的具有宽度的间隙,其中，通过平坦化包括绝缘层、近场传感器桩和近场传感器盘的表面来控制所述间隙的宽度。

说明书

用于控制近场传感器和写入磁极间隔的设备和方法

[0001] 背景

[0002] 为了响应对更高磁性储存容量的增加需求,设想了接近或大于1Tb/英寸的区域比特(bit)密度。满足该目标所需的小于50nm的比特尺寸在其中超顺磁的不稳定性影响储存的数据的寿命的范围。随着记录介质的晶粒体积减小来增加记录的信息的区域密度，超顺磁的不稳定性变成问题。当晶粒体积V足够小，使得不再能保持不等式KuV/ksT>70时，超顺磁的影响是最明显的，其中Ku是材料的磁晶各向异性的能量密度,ks是波尔兹曼常数(Boltzmann),和T是绝对温度。当不满足该不等式时，热能可使储存的比特消磁。随着降低晶粒尺寸来增加区域密度,对于给定的Ku和温度T达到阈值，使得不再易于形成稳定的数据储存。

[0003] 可通过有具有非常高Ku的材料形成的记录介质来改善热稳定性。但是，使用可用的材料时，记录头不能提供充分的或足够高的磁性写入场来在这种介质上写入。因此，已经提出通过在施加磁场来写入到介质之前或约与此同时使用热能来加热记录介质上的局部区域以辅助记录过程，来克服记录头场限制。

[0004] 热辅助磁记录(HAMR)通常指局部加热记录介质来降低矫顽力的概念。这允许在通过热源导致的临时磁性软化时，施加的磁性写入场更容易地引导磁化。HAMR允许使用在室温下具有更大的磁性各向异性的小晶粒介质，来确保充分的热稳定性,这对于以增加的区域密度记录而言是理想的。HAMR可施加到任意类型的磁性储存介质，包括倾斜的介质、纵向介质、垂直介质和图案化介质。通过加热介质,降低Ku或矫顽力，从而磁性写入场足以写入到介质。一旦介质冷却到环境温度，矫顽力的数值足够高，以确保记录的信息的热稳定性。

[0005] 对于热辅助磁记录,可将例如可见光、红外或紫外光的电磁波引导到数据储存介质的表面上，来升高局部化区域的温度以促进转换。已提出众所周知光波导例如固体浸没透镜(SIL),固体浸没镜(SIM),和模式折射率透镜用于减少介质上受到电磁辐射的区域。因为衍射限制的光学效果，仅仅使用SIL、SIM,和模式折射率透镜不足以实现高区域密度记录所需的焦斑尺寸。将金属钉和其它近场传感器(NFT)设计设置在波导的焦点处，并用来进一步浓缩能量，并将其引导到记录介质表面上的小区域上。

[0006] 概述

[0007] 本文所述的各种实施方式总体涉及用于控制热辅助的磁性记录(HAMR)中所用的写入头中近场传感器与写入磁极间隔的设备和方法。在一方面中,提供一种设备，其包括邻近空气承载表面的波导、包括具有垂直于空气承载表面的侧面的桩近场传感器，和邻近该波导的写入磁极。写入磁极包括相对于空气承载表面以非垂直角度延伸朝向空气承载表面的第一部分,和接触第一部分并包括延伸朝向和垂直地接触空气承载表面的侧面的第二部分。第二部分或写入磁极限定垂直于空气承载表面的桩的侧面以及延伸朝向并垂直地接触空气承载表面的写入磁极的第二部分的侧面之间的间隙。

[0008] 在另一方面中，提供一种制备磁性记录头的方法，所述方法包括在与基材平行的平面上图案化近场传感器桩和近场传感器盘,沉积设置在与基材平行的平面上的绝缘层,平坦化包括绝缘层、近场传感器桩和近场传感器盘的表面,图案化至少部分地覆盖表面的散热器和蚀刻阻挡层(etch stop),在散热器顶部并接触散热器地沉积斜面层,蚀刻斜面层来形成斜面的散热器,去除蚀刻阻挡层,和图案化在斜面层和绝缘层顶部并接触斜面层和绝缘层的写入磁极。

[0009] 在本发明中：

[0010] "图案沉积"或"图案沉积"指一种或多种工艺，其中以通过模板例如研磨形成的图案的形式沉积层，并可包括溅射、蒸发或蒸汽沉积；以及

[0011] "磁极"和"写入磁极"互换使用，指使用热辅助的磁性记录(HAMR)时，用来将数据记录到介质所用的磁性写入磁极。

[0012] 以上概述并不是用来描述本发明的各个实施方式或者每个实现形式。下面的附图和详细描述将更具体地列举这些实施方式。

[0013] 附图简要说明

[0014] 在说明书全文中参考附图，其中相同的附图标记表示相同的元件。附图没有按比例绘制，并不应构造成包括具有所示的相对形状或厚度的特征。附图只用于说明性目的，只为显示提供的制品的重要成分。附图中，

[0015] 图1是硬盘驱动滑块的透视视图，其包括一种实施方式的提供的设备。

[0016] 图2是提供的设备的实施方式的横截面视图。

[0017] 图3A-3M是连续的透视视图，显示用于制备提供的磁性写入头的方法。

[0018] 图4是图表，显示用于实施方式的设备模型的磁场随蚀刻阻挡层长度变化。

[0019] 图5是图表，显示用于使用实施方式的设备的模型的介质温度和写入头温度比例(MH比例)随着散热器盘和近场传感器盘偏移的变化。

[0020] 图6是图表，显示用于使用实施方式的设备的模型的20mW输入功率时的介质温度。

[0021] 图7是图表，显示用于使用实施方式的设备的模型的最大温度梯度，介质温度升高450度。

[0022] 图8是图表，显示用于使用实施方式的设备的模型的在最大温度的80％时温度分布的最宽跨道宽度随在其它图中显示的相同偏移的变化。

[0023] 附图不一定按比例绘制。附图中使用相同的标记来指示相同的组件。但是，应理解在给定的图中使用标记来指示组件无意于限制在另一图中用相同标记标出的组件。

[0024] 详细描述

[0025] 在以下说明书中，参照形成说明书一部分的系列附图，以示意性方式描述本发明的几种具体实施方式。应理解，设想了其它实施方式且在不偏离本发明的范围或精神时可制备其它实施方式。因此，以下发明详述不应理解为限制性的。

[0026] 除非另有说明，本说明书和权利要求书中使用的表示特征尺寸、数量和物理性质的所有数字应理解为在所有情况下用术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则，在本说明书和所附权利要求书中所述的数值参数是近似值，可根据本领域技术人员利用本发明的教导试图获得的所需性质而变化。使用端值表示的数值范围包括该范围内包含的所有数值(例如1至5的范围包括1，1.5，2，2.75，3，3.80，4和5)和该范围内的任意范围。

[0027] 本发明总体涉及写入头，其用于磁性记录装置例如硬盘驱动。具体来说,本发明涉及热辅助的磁性记录(HAMR),其可用来增加磁性介质的区域数据密度。在HAMR装置中,在升高的温度下，在特殊构造的磁性介质的储存层中记录信息比特。使用热量可克服超顺磁的影响，其本来可限制介质的区域数据密度。这样,HAMR装置可包括磁性写入头，其用于递送电磁能来加热小的受限的介质区域(斑)，同时该磁性写入头向介质施加磁场用于记录。

[0028] 实现小的受限的热斑的方法之一是使用光学近场传感器(NFT),例如等离子体光学天线或光圈，其位于靠近硬盘驱动滑块的空气承载表面。可从光源(例如激光偶极子)将光发射进入集成进入滑块的光学器件。这种集成的光学器件的一种示例包括波导，其由折射率之间分别具有高对比的芯层和包覆层形成。波导中的光传播可通过光学聚集元件，例如平面固体浸没镜(PSIM)来引导。PSIM可将能量浓缩进入NFT。NFT导致能量以非常小的斑点递送到介质。

[0029] 波导、NFT和PSIM是在滑块中形成的集成的光学器件的示例。集成的光学器件的场通常与基材上光学器件装置的构造有关，有时与电子组件一起形成功能系统或子系统。例如，可通过波导在组件之间转移光，使用层沉积技术在基材上构建该波导。这些波导可形成为多层材料，中间的层具有较高的折射率(例如，氧化钽)，且顶部/底部包覆层具有较低的折射率。可以类似的方式形成其它光学组件，包括如上所述的NFT和PSIM。

[0030] 在HAMR滑块中，从光源例如激光偶极子将光发射进入这些集成的光学器件组件。把光发射进入滑块的方法之一是通过在滑块中制造的光学波导或栅格耦合器从外部安装的激光器发射。另一种方式是将激光光源例如激光偶极子设置进入滑块,称为滑块中的激光器(LiS)的光递送。在滑块中的激光器构造中，光从激光偶极子的发射面发射进入光学波导。滑块中的激光器光递送可在晶片水平集成，且可适于大量生产。

[0031] 图1是硬盘驱动滑块的透视视图，其包括所述的近场传感器。HAMR滑块100包括激光偶极子102，其位于HAMR滑块100顶部，并靠近HAMR滑块100的尾部边缘表面104。激光偶极子102靠近写入头106递送光,其具有在HAMR滑块100的空气承载表面108上的一边缘。在装置操作中，空气承载表面108面向移动的介质表面(未显示)，并固定靠近该移动的介质表面。

[0032] 激光偶极子102提供电磁能，来在靠近写入头106的点处加热介质。在HAMR滑块100之内集成的形成光学耦合组件例如波导110，以将光从激光偶极子102递送到介质。具体来说,局部波导110和NFT 112可位于靠近写入头106，来在写入操作时局部加热介质。在该实施例中，激光偶极子102可为集成的、边缘发射装置,但应理解，波导110和NFT 112可与任意光源和光递送装置一起使用。例如,可使用表面发射激光器(SEL)而不是边缘发射激光器。

[0033] 虽然图1的实施例显示激光偶极子102与HAMR滑块100集成,但如上所述的NFT 112可用于任意类型的光递送构造。例如,在自由空间光递送构造中,可将激光器安装在滑块外部，并通过光纤和/或波导耦合到滑块。这种设置中的滑块可包括栅格耦合器，光耦合进入该光栅耦合器并递送到滑块-集成的波导110，其为NFT 112提供能量。

[0034] HAMR装置利用如上所述的类型的光学装置来加热磁性记录介质(例如,硬盘)，从而克服限制典型磁性介质区域数据密度的超顺磁的影响。当写入到HAMR介质时,可将光浓缩成进行写入的道上小的热斑。光传播通过波导110，其中光直接从波导或通过聚集元件耦合到NFT 112。还可将其它光学元件例如耦合器、镜面、棱镜等集成到滑块。HAMR记录头中所用的光学元件，通常称作集成的光学器件装置。

[0035] 因为已知的衍射极限，光学组件不能用来将光聚集到约小于该光的波长一半的尺寸。在一些HAMR设计中所用的激光器形成波长在700-1550nm量级的光，但期望的热斑在50nm或更小的量级。因此，所需的热斑尺寸远远小于一半的光波长。因为在该尺度的受限衍射，不能使用光学聚集器来获得所需的热斑尺寸。结果，使用NFT 112来在介质上构建热斑。

[0036] NFT 112是近场光学器件装置，其设计成在制定波长达到局部表面等离子体共振。波导和/或其它光学元件浓缩在NFT 112所在的传感器区域(例如聚集区域)上的光。NFT 
112设计成响应这种浓缩的光来实现表面等离子体共振。共振时，因为金属表面处电子的集体振荡，高电场环绕NFT 112。该电场的一部分隧穿进入储存介质并被吸收，由此在记录介质时升高介质上的斑的温度。NFT通常具有表面，其由支撑表面等离子体的材料例如铝、金、银或铜制成。它们也可具有其它材料，但它们必需具有在其外部表面上支撑表面等离子体的材料。

[0037] NFT 112和写入头106的磁极尖端之间的距离("NPS"或"NFT和磁极的间隔")是限定HAMR记录质量时的关键参数。NPS与写入位置的磁场以及NFT耦合效率直接相关。在目前设计的HAMR写入头中，控制NFT和写入头的磁极尖端之间的距离可是一个挑战。广泛使用的斜面的写入头可对NPS具有不良的控制。已经常数改善NPS控制，例如使用卷绕的蚀刻阻挡层。但这种方法可显著降低NFT耦合效率，并导致与头相关的可靠性问题。本领域需要的是写入头设计，其可控制NPS但不损害磁场或NFT耦合效率。

[0038] HAMR应用中已经使用的典型NFT具有用作从光源例如激光偶极子发射的光的集成器的放大的区域以及允许来自激光的能量“聚集”成在记录介质上的非常小的斑的桩区域。因为通过近场传感器形成的表面等离子体，该斑比衍射极限小得多。

[0039] 图2是提供的设备的实施方式的横截面视图。提供用于磁性记录的设备200，其包括邻近空气承载表面的波导。波导包括被包覆218环绕的芯216。间隔件(芯-到-NFT间隔)212控制波导芯216和近场传感器(桩231和盘232)之间的距离。波导芯216被底部包覆层218和顶部包覆层219环绕。设备200还包括邻近波导的近场传感器。近场传感器包括桩230，其具有垂直于空气承载表面250的侧面231。近场传感器还包括近场传感器盘232,和散热器
234。在图2所示的实施方式中,近场传感器盘232和散热器234是盘状的，如从图3A-3M中的附图可知。在图2所示的实施方式中,桩230同时热接触和电接触近场传感器盘232。提供的散热器234接触近场传感器盘232。散热器234从近场传感器盘232偏移如双向箭头241所示的距离。根据图2,双向箭头245是蚀刻阻挡层长度。写入磁极邻近波导，并包括第一部分
220，其具有相对于空气承载表面以非垂直角度延伸朝向空气承载表面250的边缘225。写入磁极还包括第二部分222，其接触第一部分220。第二部分222包括侧面227，其延伸朝向并垂直地接触空气承载表面250。写入磁极的第二部分222限定垂直于空气承载表面250的桩侧面231以及延伸朝向并垂直地接触空气承载表面250的写入磁极第二部分222的侧面227之间的间隙247。可使用与用来填充间隔件212和顶部包覆219之间的间隔214的材料相同的材料来填充间隙247。提供的设备可用作热辅助的磁性记录头的一部分，以靠近磁性介质262记录信息。

[0040] 在一些实施方式中，写入磁极的第二部分222可具有均匀的横截面。通常,该横截面是矩形或圆形形状。写入磁极的第二部分222(和通常第一部分220)可包括磁性材料。磁性材料可包括金属或合金，其包括铁、钴或镍中的至少一种。写入磁极第一部分220的边缘225以非垂直角度延伸朝向空气承载表面250。通常，第一部分220以约15c-约70°的角度相对于空气承载表面设置。通常,所述角度可为约60°(或相对于波导平面为30°)。间隙247可至少部分地用绝缘体(包括空气)填充，并可沿着空气承载表面延伸约5nm-约100nm的长度。
绝缘体可包括介电材料并包括金属氧化物、金属氮化物或其组合。通常,绝缘体包括二氧化硅或氧化铝。

[0041] 在另一方面中，提供一种用于制备磁性记录头的方法。通过参考图3A-3M，最好地描述该方法。图3A-3M之间所有的项目都一致的编号。尽管本文通过图3A-3M来显示顺序，但该示例性顺序不应构造成将提供的方法限制到提供的步骤的具体顺序。提供的用于制备磁性记录头的方法使用简单的蚀刻阻挡层和在两个步骤中制备的两部分散热器。简单的蚀刻阻挡层部绕着NFT卷绕磁性材料，因此不损害NFT效率。如下所述，这种设置还可增加递送到介质的写入磁场。此外，两部分散热器可提供良好的热耗散，同时控制NPS距离。

[0042] 本文使用预示性的实施例来说明该方法，描述提供的用于制备磁性记录头的方法。在基材上沉积波导芯层312。将20-30nm芯-到-盘间隔件层314沉积在波导芯层312上，以形成与基材平行的平面。芯-到-盘间隔件层可包括金属氧化物，例如氧化铝或二氧化硅。波导芯层312可为介电层，与芯-到-盘间隔件层314的折射率相比，该介电层可具有高折射率。通常,芯-到-盘间隔件层314是可用作环绕波导芯层312的包覆的材料。

[0043] 为了制备提供的磁性记录头,首先使用下述标准制程顺序形成近场传感器桩321：a)Au沉积；b)光刻；c)Au离子束蚀刻(IBE)；和d)光刻胶剥落)。所得结构见图3A。依次地或与此同时，使用标准的剥离制程，还在与基材平行的平面上形成近场传感器盘322。近场传感器盘322高约100nm和直径为250nm，成碟状。近场传感器盘322由金制成，图案沉积之上或附近近场传感器桩321并接触该近场传感器桩321。近场传感器桩321和近场传感器盘322由等离子体材料例如金、银、铜或它们的合金制成。具有近场传感器桩321和近场传感器盘(盘)
322的与基材平行的平面见图3B。

[0044] 然后，将约50nm厚的介电绝缘层316席状沉积在包含近场传感器桩321和近场传感器盘322的与基材平行的平面上，见图3C。通常,介电绝缘层包括金属氧化物例如氧化铝或二氧化硅。介电绝缘层316的厚度取决于近场传感器桩321的厚度和最终写入头中所需的近场传感器和写入磁极的间隔(NPS)。例如,如果桩厚度是25nm和所需的NPS是30nm,那么沉积的氧化物层应为约55nm。图3C显示与基材平行的平面，其包括被金属氧化物介电绝缘层316席状覆盖的沉积的近场传感器桩321和近场传感器盘322。

[0045] 在沉积绝缘层316之后，在图3C的基材上席状沉积10-20nm厚的硬掩模318层。硬掩模318由无定形碳制成，且使用氧等离子体烧掉覆盖近场传感器桩321和近场传感器盘322的硬掩模318的部分，见图3D。使用化学机械平坦化(CMP)抛光掉盘的顶部部分。在化学机械平坦化时，通过硬掩模保护场区域。与氧化物介电绝缘层上的抛光速率相比，硬掩模上的抛光速率非常低。所得结构见图3E。在抛光掉绝缘层316和过量的散热器材料之后，近场传感器盘322现在暴露并与硬掩模表面齐平。此时，烧掉硬掩模层，得到近场传感器盘322，其具有被50nm厚的介电绝缘层(金属氧化物)316环绕的50nm厚的盘，见图3F。NPS厚度由绝缘层316的沉积厚度和平坦化(CMP)的量限定。

[0046] 将由硬掩模材料(无定形碳)制成的50nm厚的斜面壁蚀刻阻挡层330图案沉积在介电绝缘上。蚀刻阻挡层330相对于近场传感器盘322的边缘设置，见图3G。蚀刻阻挡层330的位置限定桩321上写入磁极的最终平坦的距离。然后，在剥离制程中将散热器盘324图案沉积到近场传感器盘322上，其中首先图案化光刻胶，得到所需的未覆盖的区域(在该步骤中的NFT盘区域)。然后，将Au沉积在光刻胶和以及开放的未覆盖的区域上。最后，在光刻胶溶剂中，将在光刻胶上的Au剥离，得到在晶片上的Au盘。通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)溅射或沉积600-700nm厚的顶部包覆层340，从而其在近场传感器盘322、散热器盘324和蚀刻阻挡层330顶部，并接触它们，见图3H。任选地，实施化学机械平坦化来使包覆层
340的顶部表面变得平坦。在包覆层340顶部图案化硬掩模342(无定形碳或铬)，以限定斜面顶部边缘，见图3H。使用反应性离子束蚀刻以约30度的角度蚀刻顶部包覆层340，从而形成斜面的散热器324和斜面层344，见图3J。控制硬掩模342的顶部边缘和斜面344的倾斜角度，从而蚀刻的斜面344与蚀刻阻挡层330的侧面壁350相交。

[0047] 然后，在不损坏斜面的散热器324的情况下，通过氧烧掉或通过湿法蚀刻去除硬掩模层342和蚀刻阻挡层330，见图3J。将20nm厚的薄种子层掩蔽沉积在晶片表面上，然后沉积光刻胶图案,然后电镀写入磁极360,365，随后去除光刻胶,并研磨掉种子层来形成图案化的写入磁极360,365，其设置在散热器324和近场传感器的桩321上，见图3K。

[0048] 图3K所示的结构是最终结构。为了更好的可视化该结构，通过沿着平面370切割(平分)来形成横截面视图，该平面370垂直于包覆层340的壁，见图3L。结果是图3M所示的磁性写入头横截面视图，其包括限定近场传感器与写入磁极间隔的波导芯312、芯-到-盘间隔件层314以及介电绝缘层316。写入磁极具有两部分，其中第一部分360具有相对于空气承载表面以非垂直角度延伸朝向空气承载表面(图3M中未示出，但平行于写入磁极360,365的前侧面)的边缘，第二部分365具有侧面，该侧面垂直地延伸朝向空气承载表面并限定桩321和写入磁极第二部分365之间的间隙347。写入磁极365的第二部分之间的间隙247由绝缘层316和近场传感器桩321形成。通过平坦化包括绝缘层、近场传感器桩和近场传感器盘的表面，来限定和控制近场传感器和写入磁极间隔。

[0049] 本文所述的用于提供的设备和方法的结果基于有限元模型化，包括磁性模型化、光学模型化和热学模型化。模型化结果见图4-8(这里没有显示光学结果，但在热学模型化中使用了它们)。

[0050] 图4是图表，显示用于实施的设备模型的磁场随磁极尖端参数的变化。图4是图表，其显示磁场随蚀刻阻挡层长度(ESL,在图2中显示为双向箭头245)的变化。用于不同顶部磁极高度(TPH,图2中显示为243)的这种函数的图表见图4。磁场的值是几次转换事件的平均值，是空气承载表面下方约10nm处的最大值。图5显示用于介质温度和写入头温度比例(MH比例)随着相对于基线的散热器盘和近场传感器盘偏移(在图2中显示为双向箭头241)的变化。MH比例是写入头可靠性中的主要参数。MH比例越高，表明写入头可靠性越好。图5显示最佳写入头可靠性出现在约30nm的偏移。显示用于顶部磁极高度为50nm，蚀刻阻挡层长度为40和60nm的数据。

[0051] 图6是图表，记录用于使用实施的设备的模型的介质峰值温度。图6显示使用20mW激光输入功率时，介质温度随图5所示的偏移的变化的图表。介质温度越高，良好的头可靠性所需的激光功率越低。

[0052] 图7是图表，显示用于介质温度升高450度的最大温度梯度。大的温度梯度表明更尖锐的介质转变，以及形成更高数据线性密度的能力。图片显示，为了得到更好的性能，需要在散热器盘和近场传感器盘之间存在偏移。

[0053] 图8是图表，显示在最大温度的80％时温度分布的最宽跨道宽度随在其它图中显示的相同偏移的变化。数值越小，表明潜在的道密度越高。线性密度和道密度一起决定了区域密度。

[0054] 在图6-8中，绘制了一条线来显示写入头的性能不具有本文所述的特征(即，当TPH和ESL都为0时,当散热器碟和NFT碟具有相同的尺寸和材料且无偏移时)。这用作用于设计新的写入头的基线。图4-8所示的模型化结果表明同时考虑可靠性和区域密度时，选定约30nm的偏移(散热器盘和近场传感器盘盘)形成最佳的设计。更重要地是，结果表明新的设计在具有控制NFT和磁极间隔的所有益处的同时，与基线相比还具有类似于以及在一些情况下甚至更好的可靠性和区域密度。

[0055] 本文所引用所有参考文献和出版物都通过参考其全文全部明示地结合进入本文,除了在某种程度上来说,它们可直接抵触本发明。虽然本文说明和描述了具体的实施方式,本领域普通技术人员将理解，各种替代和/或等效实施方式可以代替所示和所述的具体实施方式，且没有偏离本发明的范围。本申请旨在涵盖本发明的具体实施方式的任何修改或变化。因此，意在本发明的仅仅通过权利要求或其等效体来限定。本文引用的所有文献通过引用全文纳入本文。