超薄絕緣層隧道磁阻磁頭可靠性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隧道磁阻磁頭(TMR)技術和垂直寫入磁頭(PMR)技術的應用使得超高密度磁記錄領域獲得突破性的發(fā)展,迎合了硬盤在便捷式消費類產品中應用的小型化趨勢。而超高密度磁記錄要求更高的線性密度、軌道密度和更強的讀寫數據能力。為此,相應的磁頭尺寸變得越來越小,隧道磁阻磁頭的絕緣層厚度變得越來越薄。由于此絕緣層很薄(厚度小于1nm),磁隧道結在幾分鐘或更短的時間內就會被不超過1V的電壓擊穿,并且容易由于電場或磁場引起的信號干擾、靜電現(xiàn)象等原因導致其絕

2、緣層擊穿而導致失效。因此絕緣層的性能質量就成為硬盤可靠性的重要問題。為了保證硬盤在使用過程中的可靠性,有必要對于絕緣層的失效機理及其壽命進行預測和分析。
  本課題的主要目的在于通過對隧道磁阻磁頭熱學及電學方面的可靠性研究,分析絕緣層的失效模式和失效機理及其對磁頭可靠性的影響,并在此基礎上獲得應用于實際生產中判斷絕緣層特征的有效測試方法。本文研究內容主要包括以下幾個方面:
 ?。?)采用步升電壓和恒定電壓測試方法,獲得了Al

3、Ox和MgO材料絕緣層擊穿特性和失效特征,并對其內在失效機理和原因進行分析。
 ?。?)研究擊穿電壓和溫度及加載速度之間的關系,并應用E、1/E及IPL模型對AlOx和MgO材料的隧道磁阻磁頭進行壽命評估。
 ?。?)研究隧道磁阻磁頭的熱學可靠性,根據不同絕緣層對溫度響應特征不同,提出溫度相關測試方法。
  (4)根據隧道磁阻磁頭對于偏壓的響應特性,給出了電壓相關性測試及交替電壓相關性測試方法。
  本文應用了三

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