【摘要】： 隧道磁阻磁頭(TMR)技術(shù)和垂直寫入磁頭(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)的讀寫數(shù)據(jù)能力。為此,相應(yīng)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(jié)在幾分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)被不超過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^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(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: (1)采用步升電壓和恒定電壓測(cè)試方法,獲得了AlOx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)用了三種不同的模型對(duì)兩種絕緣層材料(MgO和AlOx)的隧道磁阻磁頭進(jìn)行壽命分析,得出不同模型對(duì)于壽命的擬合;并提出幾種可應(yīng)用于實(shí)踐的絕緣層特征判斷的非破壞性測(cè)試方法,這對(duì)于隧道磁阻磁頭壽命預(yù)測(cè)及其可靠性研究具有重要的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP333.35

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本文編號(hào)：2660107