超薄絕緣層隧道磁阻磁頭可靠性研究.pdf

1、隧道磁阻磁頭（TMR）技術(shù)和垂直寫(xiě)入磁頭（PMR）技術(shù)的應(yīng)用使得超高密度磁記錄領(lǐng)域獲得突破性的發(fā)展，迎合了硬盤(pán)在便捷式消費(fèi)類產(chǎn)品中應(yīng)用的小型化趨勢(shì)。而超高密度磁記錄要求更高的線性密度、軌道密度和更強(qiáng)的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)能力。為此，相應(yīng)的磁頭尺寸變得越來(lái)越小，隧道磁阻磁頭的絕緣層厚度變得越來(lái)越薄。由于此絕緣層很?。ê穸刃∮?nm），磁隧道結(jié)在幾分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)被不超過(guò)1V的電壓擊穿，并且容易由于電場(chǎng)或磁場(chǎng)引起的信號(hào)干擾、靜電現(xiàn)象等原因?qū)е缕浣^

2、緣層擊穿而導(dǎo)致失效。因此絕緣層的性能質(zhì)量就成為硬盤(pán)可靠性的重要問(wèn)題。為了保證硬盤(pán)在使用過(guò)程中的可靠性，有必要對(duì)于絕緣層的失效機(jī)理及其壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。
　　本課題的主要目的在于通過(guò)對(duì)隧道磁阻磁頭熱學(xué)及電學(xué)方面的可靠性研究，分析絕緣層的失效模式和失效機(jī)理及其對(duì)磁頭可靠性的影響，并在此基礎(chǔ)上獲得應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中判斷絕緣層特征的有效測(cè)試方法。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）采用步升電壓和恒定電壓測(cè)試方法，獲得了Al

3、Ox和MgO材料絕緣層擊穿特性和失效特征，并對(duì)其內(nèi)在失效機(jī)理和原因進(jìn)行分析。
　　（2）研究擊穿電壓和溫度及加載速度之間的關(guān)系，并應(yīng)用E、1/E及IPL模型對(duì)AlOx和MgO材料的隧道磁阻磁頭進(jìn)行壽命評(píng)估。
　　（3）研究隧道磁阻磁頭的熱學(xué)可靠性，根據(jù)不同絕緣層對(duì)溫度響應(yīng)特征不同，提出溫度相關(guān)測(cè)試方法。
　　（4）根據(jù)隧道磁阻磁頭對(duì)于偏壓的響應(yīng)特性，給出了電壓相關(guān)性測(cè)試及交替電壓相關(guān)性測(cè)試方法。
　　本文應(yīng)用了三