受光窪み及び近接場光発生部を備えた薄膜磁気ヘッド
【課題】素子形成面と媒体対向面とが直交する構成において、光ファイバを用いて近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することができて、さらに、光ファイバ端の固定位置を容易に精度良く決定することが可能である薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されたデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための近接場光発生部と、電磁コイル素子及び近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この被覆層の上面に、光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、素子形成面の上方であって受光窪みの直下に、光ファイバからの光を反射して近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【解決手段】媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されたデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための近接場光発生部と、電磁コイル素子及び近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この被覆層の上面に、光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、素子形成面の上方であって受光窪みの直下に、光ファイバからの光を反射して近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号磁界の書き込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。特に、本発明は、近接場光を利用して熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子と書き込み用の電磁コイル素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクに信号データが読み書きされる。
【０００３】
磁気記録媒体は、いわば、磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、１つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。
【０００４】
磁化の熱安定性の目安は、ＫＵＶ／ｋＢＴで与えられる。ここで、ＫＵは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Ｖは１つの磁性微粒子の体積、ｋＢはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにＶを小さくすることであり、そのままではＫＵＶ／ｋＢＴが小さくなって熱安定性が損なわれる。この対策として、同時にＫＵを大きくすることが考えられるが、このＫＵの増加は、媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保持力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【０００５】
この磁化の熱安定性の問題を解決する第１の方法として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が考えられる。垂直磁気記録媒体では記録層厚をより大きくすることが可能であり、結果として、Ｖを大きくして熱安定性を向上させることができる。第２の方法として、パターンドメディアの使用が考えられる。通常の磁気記録では、上述したように1つの記録ビットをＮ個の磁性微粒子によって構成して記録しているが、パターンドメディアを用いて、1つの記録ビットを体積ＮＶの１つの領域とすることによって、熱安定性の指標がＫＵＮＶ／ｋＢＴとなり飛躍的に向上する。
【０００６】
熱安定性の問題を解決する第３の方法として、ＫＵの大きな磁性材料を用いるが、書き込み磁界印加の直前に、媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は光磁気記録方式と一見類似しているが、光磁気記録方式は空間分解能を光に持たせているのに対し、熱アシスト磁気記録方式は空間分解能を磁界に持たせている。
【０００７】
従来、提案されている熱アシスト磁気記録方式として、例えば、特許文献１においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブを用いる光記録方式に関する技術が開示されている。また、特許文献２においては、記録再生装置において固体イマージョン・レンズを用いたヘッドを利用し、光磁気ディスクに超微細な光ビームスポットで超微細な磁区信号を記録する技術が開示されている。さらに、特許文献３においては、内蔵したレーザ素子部からの光を、媒体に対向した微小光学開口に照射して熱アシストを行う技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、近接場光プローブを構成する散乱体を、その照射される面が記録媒体に垂直となるように、垂直磁気記録用単磁極書き込みヘッドの主磁極に接して形成された構成が開示されている。さらに、非特許文献１には、水晶のスライダ上に形成されたＵ字状の近接場光プローブを用いて近接場光と磁界とを発生させ、７０ｎｍ程度のトラック幅を有する記録パターンを形成する技術が開示されている。さらにまた、非特許文献２には、光がよく透過する回折格子を、光がほとんど透過しない回折格子を突き当てて結合したグレーティングを有する光加熱素子が開示されている。
【０００９】
さらに、光の導入に光ファイバを用いる例として、特許文献５においては、斜めに切断した光ファイバ等の端面に、ピンホールが形成された金属膜を設けた構成が開示されている。さらに、特許文献６には、光ファイバから出射したレーザ光を適切にレンズ光学系に向けるための可動ミラーを備えた光学式浮上ヘッドが開示されている。このような技術を基にして、光ファイバから出射したレーザを、近接場光の発生手段に照射することにより近接場光を発生させて、この近接場光によって媒体を加熱する方法は、半導体レーザのような複雑な構造をヘッド内部に形成する必要がなく、所望の強度を有する微細な近接場光を比較的容易に得られることから、非常に有望と考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【特許文献３】特開２００１−２８３４０４号公報
【特許文献４】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献５】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献６】特表２００２−５１１１７６号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi等 ”Near-field Assisted Magnetic Recording” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.４１,NO.１０, 第２８１７頁〜第２８２１頁，２００５年
【非特許文献２】庄野敬二，押木満雅 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌，VOL.２９,NO.１, 第５頁〜第１３頁，２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、光の導入に光ファイバを用いる場合、近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することが困難であるという問題が生じていた。さらに、光ファイバ端の固定位置を精度良く決定することが困難であるという問題が生じていた。
【００１２】
実際、近接場光発生手段は、磁気記録媒体を加熱するために、当然に磁気記録媒体に対向するヘッド端面に面している。さらに、近接場光発生手段は、信号データの書き込み用及び読み出し用の磁気ヘッド素子に近接して設ける必要があり、さらに近接場光の発生原理からして、受光面をそれほど大きく形成できない。従って、磁気記録媒体に対向するヘッド端面とは離隔した位置から光ファイバより出射した光を照射した場合、駆動時のヘッドの振動等によって、確実に安定して近接場光発生手段の受光面に光を照射することは困難となる。
【００１３】
さらに、非常に微細な近接場光発生手段の受光面に光を照射するためには、光ファイバの出光端を、適切な位置に非常に高い精度で固定することが必要となるが、一般に、形成された薄膜磁気ヘッドにおいて、その固定位置を決定することは非常に困難となる。
【００１４】
これらの問題に対して、例えば、特許文献６に記載された可動ミラーを用いて、入射した光を随時、適切に近接場光発生手段に向けさせて対処することも考えられる。しかしながら、このような可動ミラーを微細加工によって形成するには、多数かつ複雑な工程を必要とし、さらには、駆動のための電源や回路も必要となってしまう。
【００１５】
また、非特許文献１に記載された技術によれば、ミラーを用いることなく、光源を媒体面から遠ざけた状態において光が入射可能となる。しかしながら、この技術は、近接場光発生手段の集積面と媒体対向面とが平行である構成を前提としており、素子形成面と媒体対向面とが直交する一般的な薄膜磁気ヘッドの構成とは全く異なり、親和性が良くない。すなわち、例えば、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用することが非常に困難である。
【００１６】
さらに、光ファイバからの光が、磁気記録媒体に対向したヘッド端面から十分離れた位置から照射される場合、アルミナ等のオーバーコート層内を伝播する際、オーバーコート層内の空孔、不純物、異相等の存在による光の損失が大きくなり、電気双極子振動の誘導効率、ひいては近接場光の発生効率の低減が避けられない。
【００１７】
従って、本発明の目的は、素子形成面と媒体対向面とが直交する構成において、光ファイバを用いて近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することができて、さらに、光ファイバ端の固定位置を容易に精度良く決定することが可能である薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、入射光の損失が小さく近接場光の発生効率が高い薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００２０】
本発明によれば、媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されており、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有する近接場光発生部と、これらの電磁コイル素子及び近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
この被覆層の上面に、近接場光発生部に光を照射するための光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、素子形成面の上方であってこの受光窪みの直下に、光ファイバからの光を反射して近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００２１】
このように、受光窪みが被覆層に形成されているので、光ファイバの出光端が、この受光窪みに挿入されて薄膜磁気ヘッドに直接固定される。従って、光ファイバからの光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。その結果、光ファイバからの光を、反射部を経て、近接場光発生部に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００２２】
また、受光窪み及び反射部はともに、薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。特に、受光窪みは、素子形成面上に設けられた被覆層の上面に形成されるので、反射部の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪みを形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバの出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバからのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００２３】
ここで、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用のＭＲ効果素子が、素子形成面にさらに設けられており、近接場光発生部が、このＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間に位置しており、反射部が、媒体対向面側のヘッド端面から見て、ＭＲ効果素子、近接場光発生部及び電磁コイル素子の後方に位置していることも好ましい。この際、受光窪みの底面から反射部を介して近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることが好ましい。
【００２４】
または、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用のＭＲ効果素子が、素子形成面にさらに形成されており、近接場光発生部が、このＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間に位置しており、反射部が、媒体対向面側のヘッド端面から見て、近接場光発生部の斜め後方に位置していることも好ましい。この際、受光窪みの底面から反射部を介して近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることが好ましい。
【００２５】
このような構成によって、導波路部及び反射部の形成の際、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子３４によるサイズの制限が小さくなるので、サイズの設計マージンが大きくなる。特に、導波路部の積層方向の高さ（厚さ）の設計自由度が大きくなるので、より多くの光を近接場光発生部に伝播させることが可能となり、近接場光の発生効率をより向上させることができる。
【００２６】
また、導波路部が、媒体対向面側のヘッド端面の近傍においてヘッド端面に向かって先細りしており、近接場光発生部が、導波路部を形成する材料と同じ材料で形成されていて導波路部の媒体対向面側の端に接しており、導電材料からなるサイド導体層が、導波路部の先細りした部分及び近接場光発生部のトラック幅方向の両側に接して形成されていることが好ましい。
【００２７】
さらに、電磁コイル素子が、書き込み磁界を発生させるための主磁極を有しており、近接場光発生部の媒体対向面側のヘッド端面に達した端が、主磁極の媒体対向面側のヘッド端面に達した端に近接していることが好ましい。
【００２８】
さらにまた、反射部が、光ファイバからの光を絞るように湾曲している反射面を有する反射層であることが好ましい。また、受光窪みの底面に、単層又は多層の反射防止膜が形成されていることも好ましい。
【００２９】
本発明によれば、さらにまた、上述した薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、電磁コイル素子のための信号線と、薄膜磁気ヘッドがＭＲ効果素子を備えている場合はこのＭＲ効果素子のための信号線とを備えており、一端が受光窪みに挿入されて固定された光ファイバをさらに備えているＨＧＡが提供される。
【００３０】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、光ファイバに光を供給するための光源と、この少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、素子形成面と媒体対向面とが直交する構成において、近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することができる。さらに、光ファイバ端の固定位置を容易に精度良く決定することが可能となる。また、入射光の損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。これにより、例えば、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいて、信頼性が高く効率の良い熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００３３】
図１は、本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００３４】
同図において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の垂直磁気記録用の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は、この薄膜磁気ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト用のレーザ光を発生させる光源である半導体レーザ１８を制御するための記録再生及び発光制御回路をそれぞれ示している。
【００３５】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、スライダ２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００３６】
半導体レーザ１８は、光ファイバ２６にレーザ光を供給するものであり、自身の活性層の位置に、第１のファイバホルダ１９によって光ファイバ２６の端断面が接続されている。発振レーザの波長は、例えば、６３５ｎｍである。
【００３７】
図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。ここで、図２（Ａ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側の構成を示しており、図２（Ｂ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側とは反対側の構成を示している。
【００３８】
図２（Ａ）によれば、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３９】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
【００４０】
図２（Ｂ）によれば、ＨＧＡ１７は、薄膜磁気ヘッド２１のヘッド端面からレーザ光を入射させるための光ファイバ２６をさらに備えている。光ファイバ２６の出光側の端は、後に詳述するように、薄膜磁気ヘッド２１の素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成された受光窪み３５に挿入されており、接着剤で固定されている。
【００４１】
なお、本発明のＨＧＡ１７におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップ又は光ファイバ２６にレーザ光を供給するための半導体レーザを装着してもよい。
【００４２】
図３は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の第１の実施形態を示す斜視図である。
【００４３】
図３によれば、第１の実施形態における薄膜磁気ヘッド２１は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）３０を有するスライダ基板２１０と、スライダ基板２１０のＡＢＳ３０に垂直な素子形成面３１に形成された、信号データを読み出すためのＭＲ効果素子３３及び信号データを書き込むための電磁コイル素子３４と、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の間に形成されている導波路部３７と、導波路部３７の端に接して連結しておりＡＢＳ側のヘッド端面３００に達した端を有する、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部３８と、ファイバ２６からの光を反射させて導波路部３７に向けさせるための反射部３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路部３７、近接場光発生部３８及び反射部３６を覆うように素子形成面３１上に形成された被覆層４０と、被覆層４０の上面に形成されており、光ファイバ２６の出光端を挿入するための受光窪み３５と、被覆層４０の層面から露出した合計４つの信号端子電極３９とを備えている。
【００４４】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の一端は、ヘッド端面３００に達している。書き込み又は読み出し動作時には、薄膜磁気ヘッド２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００４５】
信号端子電極３９は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に２つずつ接続されている。なお、これらの信号端子電極の数及び位置は、図３（Ａ）の形態に限定されるものではない。同図において端子電極は４つであるが、例えば、電極を３つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００４６】
図４（Ａ）は、図３に示した薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、導波路部３７及び近接場光発生部３８の形状を示す平面図であり、図４（Ｃ）は、近接場光発生部３８のヘッド端面３００における形状を示す平面図である。
【００４７】
図４（Ａ）によれば、ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ効果積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部電極層３３０及び上部電極層３３４とを備えている。ＭＲ効果積層体３３２は、磁化自由層と磁化固定層とがトンネルバリア層を挟んで積層されたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果多層膜、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜、及び面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（Current In Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜のうちのいずれか１つを備えている。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。なお、ＭＲ効果積層体３３２がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜を備えている場合、上下部電極層３３４及び３３０の代わりに、ＭＲ効果積層体との間にシールドギャップ層を介する上下部シールド層がそれぞれ設けられ、さらにＭＲ効果積層体にセンス電流を供給するための素子リード導体層が設けられることになる。
【００４８】
下部シールド層３３０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板２１０の素子形成面３１に積層されており、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。上部シールド層３３４は、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上下部シールド層３３４及び３３０の間隔である再生ギャップ長は、約０.０２μｍ〜約１μｍである。
【００４９】
電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用であり、主磁極層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４２、コイル絶縁層３４３、及び補助磁極層３４４を備えている。主磁極層３４０は、コイル層３４２によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層３４０のヘッド端面３００側の端部３４０ａの層厚方向の長さ（厚さ）は、他の部分に比べて小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界が発生可能となる。
【００５０】
ここで、主磁極層３４０は、例えば、ＡＢＳ側の端部での全厚が約０.０１μｍ〜約０.５μｍであって、この端部以外での全厚が約０.５μｍ〜約３.０μｍのＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から形成されている。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜約０.５μｍのＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等から形成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのＣｕ等から形成されている。コイル絶縁層３４３は、例えば、厚さ約０.１μｍ〜約５μｍの熱硬化されたレジスト層等から形成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約５μｍのＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から形成されている。
【００５１】
受光窪み３５は、被覆層４０の上面に形成された堀込み部分であって、反射部３６の直上に形成されている。この受光窪み３５に、近接場光発生部３８に照射されるレーザ光を放射するための光ファイバ２６の出光端が、真上から挿入されており、さらに、エポキシ系等の接着剤４１で固定されている。光ファイバ２６の出光端には、テーパーが形成されており、同じく壁面がテーパー状になっている受光窪み３５に対して、隙間がない状態で精度良く所定位置に固定されている。また、光ファイバ２６の端面は、底面３５０に対向又は接面している。ここで、光ファイバ２６の出光端の直径は、約５μｍ〜約５００μｍであるので、受光窪み３５の平均内径も、この値に合わせて正確に加工されている。また、光ファイバ２６の出光端から放射されるレーザ光のビーム径もまた、約５μｍ〜約５００μｍとなる。
【００５２】
受光窪み３５の底面３５０には、光ファイバ２６からの光の一部が反射して損失する分を低減するための、反射防止膜４２が形成されている。反射防止膜４２は、例えば、Ｔａ２Ｏ５又はＳｉＯ２からなるイオンアシスト蒸着による単層構造、又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２とが交互に積層されたイオンアシスト蒸着による多層構造を有している。この単層／多層構造は、入射されるレーザ光の波長に応じてなされた光学的な設計に基づいて形成される。
【００５３】
反射部３６は、受光窪み３５の直下であって、ヘッド端面３００から見て、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４及び近接場光発生部３８の後方に位置している。反射部３６は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ若しくはＴｉ等の金属層又はそれらのうちのいくつかの組合せの合金層であり、反射面３６０を有する。反射面３６０は、光ファイバ２６からの光を絞って導波路直線部３７１の端３７１ａに入射させるように湾曲しており、光ファイバ２６からのレーザ光をできるだけ近接場光発生部３８に到達させる役割を果たす。これにより、近接場光の発生効率が向上する。なお、反射部３６の層厚は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍであり、トラック幅方向の幅は、約１０μｍ〜約５００μｍである。ここで、受光窪み３５に挿入された光ファイバ２６は、コア部２６０と、コア部２６０を取り囲むクラッド部２６１からなる。コア部２６０の直径は、例えば、約８μｍである。レーザ光は、このコア部２６０の端から出射するので、反射面３６０は、コア部２６０の真下の部分の少なくとも一部において、適切な反射のための曲面を有している。
【００５４】
なお、反射部の形態は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、平らな反射面を有する平面鏡型、回折格子を利用したグレーティング型、さらにはプリズム型であってもよい。
【００５５】
以上に述べたように、受光窪み３５が被覆層４０に形成されていて、光ファイバ２６が薄膜磁気ヘッドに直接固定されるので、光ファイバ２６からのレーザ光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。従って、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、光ファイバをフレクシャ等の外部の部品に固定した場合に比べて、受光窪み３５及び反射部３６の位置関係が安定し、光ファイバ２６からのレーザ光を、反射部３６を経て、近接場光発生部３８に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００５６】
ここで、受光窪み３５及び反射部３６はともに、後述する薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。ここで、特に、受光窪み３５が、素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成されるので、反射部３６の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪み３５を形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバ２６の出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバ２６からのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部３８に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００５７】
導波路部３７は、受光窪み３５の底面３５０から反射部３６を介して近接場光発生部３８に至るまでの光路を含んでおり、受光窪み３５の直下であって底面３５０と反射面３６０との間の領域を含む導波路反射部３７０と、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間に位置していて素子形成面３１とほぼ平行に伸長しているが、ヘッド端面３００の近傍においてヘッド端面３００に向かって先細りしている導波路直進部３７１とからなる。導波路部３７は、何れの部分においても、被覆層４０を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有する誘電材料から形成されている。例えば、被覆層４０が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路部３７は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層４０が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路部３７は、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）、Ｎｂ２Ｏ５（ｎ＝２.３３）、ＴｉＯ（ｎ＝２.３〜２.５５）又はＴｉＯ２（ｎ＝２.３〜２.５５）から形成されていてもよい。導波路部３７をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。
【００５８】
近接場光発生部３８は、導波路部３７と同じ誘電材料で形成されていて、一方の端が導波路直進部３７１のヘッド端面３００側の端に接しており、他方の端がヘッド端面３００に達している。図４（Ｂ）によれば、導波路直進部３７１のヘッド端面３００に向かって先細りしている部分と近接場光発生部３８とのトラック幅方向の両側に接して、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等の導電材料からなるサイド導体層４３が設けられている。このような構成によって、導波路反射部３７０を通って導波路直進部３７１を伝播するレーザ光の多くが、サイド導体層４３の反射面４３０での反射を経て、近接場光発生部３８に集中する。これにより、より多くのレーザ光が近接場光発生部３８に到達するので、近接場光の発生効率が向上する。
【００５９】
近接場光発生部３８のトラック幅方向の幅及び層厚は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、それぞれ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ及び約１０ｎｍ〜約２００ｎｍである。この近接場光発生部３８がレーザ光を受けると、このレーザ光の電界成分のトラック幅方向の振動によって、構成材料である誘電体とサイド導体層４３との界面に、同じくトラック幅方向に強制振動させられる電気双極子が誘導される。この電気双極子の振動は、近接場光発生部３８のサイズがレーザ光の波長よりも十分に小さいことから、ほぼ一様となる。この一様な電気双極子の振動によって、この振動方向に垂直な方向、すなわち磁気ディスクの表面に向かう方向に電磁波が放射される。この電磁波の電気力線は、電気双極子の正負が入れ替わるように振動する際に、いったん閉じてまた開くといった形を繰り返して、節を作って伝播する。このうち、近接場光発生部３８から最初の節までの極近傍に拡がる電気力線の領域が近接場光となる。
【００６０】
この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子３４による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、ヘッド端面３００から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光発生部３８のトラック幅方向の幅又は層厚程度までの領域に存在する。従って、１０ｎｍ又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達する。また、このように発生する近接場光の幅は、同じく上述した幅又は層厚と同程度であって、この近接場光の電界強度は、この幅又は層厚以上の領域では指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【００６１】
なお、近接場光発生部３８のヘッド端面３００に垂直な方向の長さは、例えば、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍである。また、導波路直進部３７０のトラック幅方向の幅は、最も広い箇所において、例えば、約２０μｍ〜約５００μｍである。
【００６２】
図４（Ｃ）によれば、ヘッド端面３００上において、近接場光発生部３８の発生端３８ａは、電磁コイル素子３４の主磁極層３４０の端３４０ｂに近接していて、端３４０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端３８ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する正台形となっている。
【００６３】
ここで、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路直進部３７１の形状にも依存するが、一般に、最も幅の狭いトレーリング側の短辺近傍において最も強い強度を有する。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱する熱アシスト作用において、このトレーリング側の短辺近傍が、主要な加熱作用部分となる。なお、発生端３８ａの形状が、例えば、リーディング側に底辺を有しておりトレーリング側に１つの頂角を有する三角形である場合、このトレーリング側の１つの頂点近傍が、主要な加熱作用部分となる。
【００６４】
また、主磁極層３４０の端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する逆台形となっている。すなわち、主磁極層３４０の端部３４０ａの側面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。ベベル角の大きさは、例えば、１５度程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【００６５】
以上に述べた、近接場光発生部３８の発生端３８ａ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂの配置及び形状によれば、主要な加熱作用部分である発生端３８ａのトレーリング側の短辺近傍が、書き込み部分である主磁極層の端３４０ｂに非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が、確実に実行可能となる。
【００６６】
ここで、近接場光発生部３８の発生端３８ａにおけるトレーリング側の短辺の長さＷＮＦ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さＷＭＰ、の関係を考察する。
【００６７】
一般に、近接場光を用いた磁気記録方式は、磁気ドミナント記録と熱ドミナント記録との２つに大別される。磁気ドミナント記録の場合、磁気ディスクの記録層において書き込み磁界を印加する領域の幅（磁界印加幅）よりも、保持力ＨＣを十分に低下させるまでに加熱する幅（加熱幅）を大きく設定する。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、磁界印加幅相当となる。この場合、ＷＮＦ＞ＷＭＰと設定される。これに対して、熱ドミナント記録の場合、加熱幅が、磁界印加幅と同等に又はより狭くなるように設定される。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、加熱幅相当となる。この場合、ＷＮＦ≦ＷＭＰと設定される。熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせる場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ＞ＷＭＰであることが求められる。
【００６８】
以上に述べたような熱アシスト磁気記録方式を適用することにより、実際には、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、１Ｔbits／in２級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【００６９】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路直進部３７１及び近接場光発生部３８との間に、素子間シールド層４４が形成されている。素子間シールド層４４は、ＭＲ効果素子３３を、電磁コイル素子３４より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層４４と導波路直進部３７１との間に、さらに、バッキングコイルが形成されていてもよい。バッキングコイルは、電磁コイル素子３４から発生してＭＲ効果素子３３の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図るものである。なお、コイル層３４２は、図４（Ａ）において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００７０】
図５は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の第２の実施形態を示す斜視図である。
【００７１】
図５（Ａ）によれば、第２の実施形態における薄膜磁気ヘッド２１′において、受光窪み３５′、反射部３６′、導波路部３７′及び近接場光発生部３８′以外の構成要素の位置、及び各構成要素の機能は、図３に示した第１の実施形態と同様である。
【００７２】
反射部３６′は、第１の実施形態と同じく、受光窪み３５′の直下に設けられているが、ヘッド端面３００から見て、近接場光発生部３８′の斜め後方に位置している。導波路部３７′は、光ファイバからのレーザ光が反射部３６′を介して近接場光発生部３８′に至る光路を含んでおり、近接場光発生部３８′を起点として、ヘッド端面３００に垂直であるヘッドの中心線５０′からトラック幅方向に傾いた領域に形成されている。従って、受光窪み３５′は、被覆層４０′の上面において、中心線５０′からずれた位置に設けられることになる。なお、本実施形態においても、導波路部３７′の端部及び近接場光発生部３８′のトラック幅方向の両側に、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示したようなサイド導体層が設けられていることが好ましい。このような構成によって、導波路部３７′及び反射部３６′の形成の際、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４によるサイズの制限が小さくなるので、サイズの設計マージンが大きくなる。特に、図５（Ｂ）に示したように、導波路部３７′の積層方向の高さ（厚さ）ＴＷＧの設計自由度が大きくなるので、より多くの光を近接場光発生部３８′に伝播させることが可能となり、近接場光の発生効率をより向上させることができる。
【００７３】
図６は、本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている導波路部及び近接場光発生部についての種々の変更態様を示す断面図及び斜視図である。
【００７４】
図６（Ａ１）によれば、導波路部６０は、図４（Ａ）に示した第１の実施形態と同じくＭＲ効果素子６２及び電磁コイル素子６３との間に形成されているが、そのヘッド端面６４側の端に接して、近接場光発生部６１が形成されている。近接場光発生部６１は、図６（Ａ２）に示すように、ヘッド端面６４に向かって先細りした形状を有していて、素子形成面６５に対してヘッド端面６４側が上がる形で傾いており、光ファイバからのレーザ光を受ける受光面６１０を有している。なお、図６（Ａ２）において、導波路部６０及び近接場光発生部６１は、図の見易さのため、素子形成面６５側から（下側から）見た斜視像として表されている。この近接場光発生部６１は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等からなり、受光面６１０にレーザ光を受けることによって、内部の自由電子がレーザ光の電界によって一様に強制振動させられることによりプラズモンが励起される。このプラズモンは、近接場光発生部６１の、ヘッド端面６４側の先端に向かって伝播し、この先端の近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させる。この近接場光を用いて、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７５】
図６（Ｂ）によれば、導波路部６７及び近接場光発生部６８は、図４（Ａ）に示した第１の実施形態と同じ構造を有しているが、電磁コイル素子６９の上方に位置している。また、電磁コイル素子６９の主磁極層６９１は、補助磁極層６９０のリーディング側に設けられており、近接場光発生部６８のヘッド端面７０側の端６８ａは、主磁極層６９１のヘッド端面７０側の端６９１ａに近接していて、端６９１ａのトレーリング側に位置している。反射部６６は、ヘッド端面７０から見て、導波路部６７の後方に位置しており、光ファイバからの光を反射させて、導波路部６７に入射させる。このような構成においても、近接場光発生部６８の端６８ａ近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させることができるので、この近接場光を用いて熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７６】
図７は、本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【００７７】
最初に、図７（Ａ）に示すように、スライダ基板２１０上に、反射部の基台となるＡｌ２Ｏ３等の誘電体膜７１を、例えばスパッタリング法によって成膜し、その上に、レジストパターン７２を形成する。次いで、このレジストパターン７２をマスクとして、イオンミリング法等を用いてエッチングを行い、反射面の形状を有する基台を形成する。この形成の際、図７（Ｂ１）に示すように、ミリング用のＡｒイオン７３の入射を、素子形成面３１に対して高角度に、すなわち素子形成面３１の法線方向に近くなるように設定すると、より急峻な曲面を有する基台が形成される。これに対して、図７（Ｂ２）に示すように、Ａｒイオン７４の入射を、素子形成面３１に対して低角度に、すなわち素子形成面３１内の方向に近くなるように設定すると、より緩やかな曲面を有する基台が形成される。従って、このイオンミリングの際のＡｒイオンの入射角を調整することによって、設計された曲率分布を有する反射面を形成可能となる。
【００７８】
次いで、図７（Ｃ）に示すように、形成された反射部の基台７５の曲面上に、Ａｕ等の金属層又はそれらの合金層を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、反射部３６を形成する。次いで、図７（Ｄ）に示すように、所定の屈折率を有するＴｉＯ２等の誘電体膜を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、リフトオフ法でレジストパターン７２を除去することによって、導波路部３７を形成する。その後、導波路部３７の導波路反射部の上面に、反射防止膜４２を、例えばイオンアシスト蒸着法によって成膜する。次いで、導波路部３７及び反射防止膜４２を覆うように被覆層４０を、例えばスパッタリング法によって積層する。その後、図７（Ｅ）に示すように、ウエットエッチング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、被覆層４０の上面をエッチングすることによって、受光窪み３５を形成する。以上の工程により、受光窪み３５及びその直下の反射部３６が、一連の薄膜プロセスとして精度良く形成される。
【００７９】
図８は、導波路直進部の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。なお、図８（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図８（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８０】
図８（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地８０の上に、近接場光発生部となる、下地よりも屈折率の高いＴｉＯ２等の誘電体膜８１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン８２を形成する。次いで、図８（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン８２の直下を除いて、誘電体膜８１の不要部分を除去する。その後、図８（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、サイド導体層となるＡｕ等の導電膜８３を成膜し、この後、レジストパターン８２及びその上の導電膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。その後、図８（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン８４が形成された後、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン８４の直下を除いて、誘電体膜８１及び導電膜８３の不要部分を除去する。次いで、図８（Ｅ１）及び（Ｅ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、誘電体膜８１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜８５を形成する。その後、レジストパターン８４及びその上の誘電体膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。なお、後のＭＲハイト工程において、図８（Ｅ２）のｆ−ｆ線よりも左側の部分が研削されることにより、図８（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のヘッド端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側が薄膜磁気ヘッドの近接場光発生部となる。
【００８１】
以上の工程を繰り返すことによって、図８（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３８、バックフィル誘電体膜８５からなる導波路層８６、さらにその後形成された導波路層８７と、複数個の順次大きくなる導波路層を、連続して形成することができる。これらの導波路層は、導波路直進部の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地８０と同じく、導波路層を構成する材料よりも屈折率の小さい、例えば、Ａｌ２Ｏ３等の材料からなるカバー誘電体膜８８を形成する。ここで、近接場光発生部３８の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路層８６の厚さは、例えば、約６０ｎｍであり、導波路層８７の厚さは、例えば、約３００ｎｍである。さらに、下地８０及びカバー誘電体膜８８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８２】
図９は、図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
【００８３】
図９において、９０は制御ＬＳＩ、９１は、制御ＬＳＩ９０から記録データを受け取るライトゲート、９２はライト回路、９３は、半導体レーザ１８に供給する動作電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、９５は、ＭＲ効果素子３３へセンス電流を供給する定電流回路、９６は、ＭＲ効果素子３３の出力電圧を増幅する増幅器、９７は、制御ＬＳＩ９０に対して再生データを出力する復調回路、９８は温度検出器、９９は、半導体レーザ１８の制御回路をそれぞれ示している。
【００８４】
制御ＬＳＩ９０から出力される記録データは、ライトゲート９１に供給される。ライトゲート９１は、制御ＬＳＩ９０から出力される記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路９２へ供給する。ライト回路９２は、この記録データに従ってコイル層３４２に書き込み電流を流し、電磁コイル素子３４により磁気ディスク上に書き込みを行う。
【００８５】
制御ＬＳＩ９０から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路９５からＭＲ積層体３３２に定電流が流れる。このＭＲ効果素子３３により再生された信号は増幅器９６で増幅された後、復調回路９７で復調され、得られた再生データが制御ＬＳＩ９０に出力される。
【００８６】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流制御信号を受け取る。このレーザＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、発振しきい値以上の動作電流が半導体レーザに印加される。この際の動作電流値は、動作電流制御信号に応じた値に制御される。制御ＬＳＩ９０は、記録再生動作とのタイミングに応じてレーザＯＮ／ＯＦＦ信号を発生させ、磁気ディスクの記録層及び半導体レーザ１８の、温度検出器９８による温度測定値等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、動作電流値制御信号の値を決定する。ここで、制御テーブルは、発振しきい値及び光出力−動作電流特性の温度依存性のみならず、動作電流値と熱アシスト作用を受けた記録層の温度上昇分との関係、及び保磁力の温度依存性についてのデータも含む。このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流値制御信号系を設けることによって、単純に記録動作に連動した半導体レーザへの通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【００８７】
なお、記録再生及び発光制御回路１３の回路構成は、図９に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定してもよい。また、少なくとも書き込み動作時又はその直前において半導体レーザ１８に通電することが望ましいが、書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスにおいて、所定の期間だけ通電することも可能である。
【００８８】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図、導波路部及び近接場光発生部の形状を示す平面図、及び近接場光発生部のヘッド端面における形状を示す平面図である。
【図５】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている導波路部及び近接場光発生部についての種々の変更態様を示す断面図及び斜視図である。
【図７】本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【図８】導波路直進部の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。
【図９】図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発光制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
１８ 半導体レーザ
１９ ファイバホルダ
２０ サスペンション
２１ スライダ
２１０ スライダ基板
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
２６ 光ファイバ
２６０ コア部
２６１ クラッド部
３０ 浮上面（ＡＢＳ）
３００、６４、７０ ヘッド端面
３１、６５ 素子形成面
３３、６２ ＭＲ効果素子
３３０ 下部電極層
３３２ ＭＲ効果積層体
３３４ 上部電極層
３４、６３、６９ 電磁コイル素子
３４０、６９１ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４０ｂ、３４４ａ、３８ａ、６８ａ、６９１ａ 端
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４、６９０ 補助磁極層
３５、３５′ 受光窪み
３５０ 底面
３６、３６′、６６ 反射部
３６０ 反射層
３７、３７′、６７ 導波路部
３７０ 導波路反射部
３７１ 導波路直進部
３８、３８′、６１、６８ 近接場光発生部
３９ 信号端子電極
４０、４０′ 被覆層
４１ 接着剤
４２ 反射防止膜
４３ サイド導体層
４４ 素子間シールド層
５０ 中心線
６１０ 受光面
７１ 誘電体膜
７２ レジストパターン
７３、７４ Ａｒイオン
８０ 下地
８１ 誘電体膜
８２、８４ レジストパターン
８３ 導電膜
８４ 磁性層
８５ バックフィル誘電体膜
８６、８７ 導波路層
８８ カバー誘電体膜
９０ 制御ＬＳＩ
９１ ライトゲート
９２ ライト回路
９３ ＲＯＭ
９５ 定電流回路
９６ 増幅器
９７ 復調回路
９８ 温度検出器
９９ レーザ制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号磁界の書き込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。特に、本発明は、近接場光を利用して熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子と書き込み用の電磁コイル素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクに信号データが読み書きされる。
【０００３】
磁気記録媒体は、いわば、磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、１つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。
【０００４】
磁化の熱安定性の目安は、ＫＵＶ／ｋＢＴで与えられる。ここで、ＫＵは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Ｖは１つの磁性微粒子の体積、ｋＢはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにＶを小さくすることであり、そのままではＫＵＶ／ｋＢＴが小さくなって熱安定性が損なわれる。この対策として、同時にＫＵを大きくすることが考えられるが、このＫＵの増加は、媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保持力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【０００５】
この磁化の熱安定性の問題を解決する第１の方法として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が考えられる。垂直磁気記録媒体では記録層厚をより大きくすることが可能であり、結果として、Ｖを大きくして熱安定性を向上させることができる。第２の方法として、パターンドメディアの使用が考えられる。通常の磁気記録では、上述したように1つの記録ビットをＮ個の磁性微粒子によって構成して記録しているが、パターンドメディアを用いて、1つの記録ビットを体積ＮＶの１つの領域とすることによって、熱安定性の指標がＫＵＮＶ／ｋＢＴとなり飛躍的に向上する。
【０００６】
熱安定性の問題を解決する第３の方法として、ＫＵの大きな磁性材料を用いるが、書き込み磁界印加の直前に、媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は光磁気記録方式と一見類似しているが、光磁気記録方式は空間分解能を光に持たせているのに対し、熱アシスト磁気記録方式は空間分解能を磁界に持たせている。
【０００７】
従来、提案されている熱アシスト磁気記録方式として、例えば、特許文献１においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブを用いる光記録方式に関する技術が開示されている。また、特許文献２においては、記録再生装置において固体イマージョン・レンズを用いたヘッドを利用し、光磁気ディスクに超微細な光ビームスポットで超微細な磁区信号を記録する技術が開示されている。さらに、特許文献３においては、内蔵したレーザ素子部からの光を、媒体に対向した微小光学開口に照射して熱アシストを行う技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、近接場光プローブを構成する散乱体を、その照射される面が記録媒体に垂直となるように、垂直磁気記録用単磁極書き込みヘッドの主磁極に接して形成された構成が開示されている。さらに、非特許文献１には、水晶のスライダ上に形成されたＵ字状の近接場光プローブを用いて近接場光と磁界とを発生させ、７０ｎｍ程度のトラック幅を有する記録パターンを形成する技術が開示されている。さらにまた、非特許文献２には、光がよく透過する回折格子を、光がほとんど透過しない回折格子を突き当てて結合したグレーティングを有する光加熱素子が開示されている。
【０００９】
さらに、光の導入に光ファイバを用いる例として、特許文献５においては、斜めに切断した光ファイバ等の端面に、ピンホールが形成された金属膜を設けた構成が開示されている。さらに、特許文献６には、光ファイバから出射したレーザ光を適切にレンズ光学系に向けるための可動ミラーを備えた光学式浮上ヘッドが開示されている。このような技術を基にして、光ファイバから出射したレーザを、近接場光の発生手段に照射することにより近接場光を発生させて、この近接場光によって媒体を加熱する方法は、半導体レーザのような複雑な構造をヘッド内部に形成する必要がなく、所望の強度を有する微細な近接場光を比較的容易に得られることから、非常に有望と考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【特許文献３】特開２００１−２８３４０４号公報
【特許文献４】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献５】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献６】特表２００２−５１１１７６号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi等 ”Near-field Assisted Magnetic Recording” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.４１,NO.１０, 第２８１７頁〜第２８２１頁，２００５年
【非特許文献２】庄野敬二，押木満雅 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌，VOL.２９,NO.１, 第５頁〜第１３頁，２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、光の導入に光ファイバを用いる場合、近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することが困難であるという問題が生じていた。さらに、光ファイバ端の固定位置を精度良く決定することが困難であるという問題が生じていた。
【００１２】
実際、近接場光発生手段は、磁気記録媒体を加熱するために、当然に磁気記録媒体に対向するヘッド端面に面している。さらに、近接場光発生手段は、信号データの書き込み用及び読み出し用の磁気ヘッド素子に近接して設ける必要があり、さらに近接場光の発生原理からして、受光面をそれほど大きく形成できない。従って、磁気記録媒体に対向するヘッド端面とは離隔した位置から光ファイバより出射した光を照射した場合、駆動時のヘッドの振動等によって、確実に安定して近接場光発生手段の受光面に光を照射することは困難となる。
【００１３】
さらに、非常に微細な近接場光発生手段の受光面に光を照射するためには、光ファイバの出光端を、適切な位置に非常に高い精度で固定することが必要となるが、一般に、形成された薄膜磁気ヘッドにおいて、その固定位置を決定することは非常に困難となる。
【００１４】
これらの問題に対して、例えば、特許文献６に記載された可動ミラーを用いて、入射した光を随時、適切に近接場光発生手段に向けさせて対処することも考えられる。しかしながら、このような可動ミラーを微細加工によって形成するには、多数かつ複雑な工程を必要とし、さらには、駆動のための電源や回路も必要となってしまう。
【００１５】
また、非特許文献１に記載された技術によれば、ミラーを用いることなく、光源を媒体面から遠ざけた状態において光が入射可能となる。しかしながら、この技術は、近接場光発生手段の集積面と媒体対向面とが平行である構成を前提としており、素子形成面と媒体対向面とが直交する一般的な薄膜磁気ヘッドの構成とは全く異なり、親和性が良くない。すなわち、例えば、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用することが非常に困難である。
【００１６】
さらに、光ファイバからの光が、磁気記録媒体に対向したヘッド端面から十分離れた位置から照射される場合、アルミナ等のオーバーコート層内を伝播する際、オーバーコート層内の空孔、不純物、異相等の存在による光の損失が大きくなり、電気双極子振動の誘導効率、ひいては近接場光の発生効率の低減が避けられない。
【００１７】
従って、本発明の目的は、素子形成面と媒体対向面とが直交する構成において、光ファイバを用いて近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することができて、さらに、光ファイバ端の固定位置を容易に精度良く決定することが可能である薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、入射光の損失が小さく近接場光の発生効率が高い薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００２０】
本発明によれば、媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されており、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有する近接場光発生部と、これらの電磁コイル素子及び近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
この被覆層の上面に、近接場光発生部に光を照射するための光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、素子形成面の上方であってこの受光窪みの直下に、光ファイバからの光を反射して近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００２１】
このように、受光窪みが被覆層に形成されているので、光ファイバの出光端が、この受光窪みに挿入されて薄膜磁気ヘッドに直接固定される。従って、光ファイバからの光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。その結果、光ファイバからの光を、反射部を経て、近接場光発生部に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００２２】
また、受光窪み及び反射部はともに、薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。特に、受光窪みは、素子形成面上に設けられた被覆層の上面に形成されるので、反射部の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪みを形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバの出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバからのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００２３】
ここで、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用のＭＲ効果素子が、素子形成面にさらに設けられており、近接場光発生部が、このＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間に位置しており、反射部が、媒体対向面側のヘッド端面から見て、ＭＲ効果素子、近接場光発生部及び電磁コイル素子の後方に位置していることも好ましい。この際、受光窪みの底面から反射部を介して近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることが好ましい。
【００２４】
または、媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用のＭＲ効果素子が、素子形成面にさらに形成されており、近接場光発生部が、このＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間に位置しており、反射部が、媒体対向面側のヘッド端面から見て、近接場光発生部の斜め後方に位置していることも好ましい。この際、受光窪みの底面から反射部を介して近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることが好ましい。
【００２５】
このような構成によって、導波路部及び反射部の形成の際、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子３４によるサイズの制限が小さくなるので、サイズの設計マージンが大きくなる。特に、導波路部の積層方向の高さ（厚さ）の設計自由度が大きくなるので、より多くの光を近接場光発生部に伝播させることが可能となり、近接場光の発生効率をより向上させることができる。
【００２６】
また、導波路部が、媒体対向面側のヘッド端面の近傍においてヘッド端面に向かって先細りしており、近接場光発生部が、導波路部を形成する材料と同じ材料で形成されていて導波路部の媒体対向面側の端に接しており、導電材料からなるサイド導体層が、導波路部の先細りした部分及び近接場光発生部のトラック幅方向の両側に接して形成されていることが好ましい。
【００２７】
さらに、電磁コイル素子が、書き込み磁界を発生させるための主磁極を有しており、近接場光発生部の媒体対向面側のヘッド端面に達した端が、主磁極の媒体対向面側のヘッド端面に達した端に近接していることが好ましい。
【００２８】
さらにまた、反射部が、光ファイバからの光を絞るように湾曲している反射面を有する反射層であることが好ましい。また、受光窪みの底面に、単層又は多層の反射防止膜が形成されていることも好ましい。
【００２９】
本発明によれば、さらにまた、上述した薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、電磁コイル素子のための信号線と、薄膜磁気ヘッドがＭＲ効果素子を備えている場合はこのＭＲ効果素子のための信号線とを備えており、一端が受光窪みに挿入されて固定された光ファイバをさらに備えているＨＧＡが提供される。
【００３０】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、光ファイバに光を供給するための光源と、この少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、素子形成面と媒体対向面とが直交する構成において、近接場光発生手段に確実に安定して光を照射することができる。さらに、光ファイバ端の固定位置を容易に精度良く決定することが可能となる。また、入射光の損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。これにより、例えば、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいて、信頼性が高く効率の良い熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００３３】
図１は、本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００３４】
同図において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の垂直磁気記録用の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は、この薄膜磁気ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト用のレーザ光を発生させる光源である半導体レーザ１８を制御するための記録再生及び発光制御回路をそれぞれ示している。
【００３５】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、スライダ２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００３６】
半導体レーザ１８は、光ファイバ２６にレーザ光を供給するものであり、自身の活性層の位置に、第１のファイバホルダ１９によって光ファイバ２６の端断面が接続されている。発振レーザの波長は、例えば、６３５ｎｍである。
【００３７】
図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。ここで、図２（Ａ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側の構成を示しており、図２（Ｂ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側とは反対側の構成を示している。
【００３８】
図２（Ａ）によれば、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３９】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
【００４０】
図２（Ｂ）によれば、ＨＧＡ１７は、薄膜磁気ヘッド２１のヘッド端面からレーザ光を入射させるための光ファイバ２６をさらに備えている。光ファイバ２６の出光側の端は、後に詳述するように、薄膜磁気ヘッド２１の素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成された受光窪み３５に挿入されており、接着剤で固定されている。
【００４１】
なお、本発明のＨＧＡ１７におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップ又は光ファイバ２６にレーザ光を供給するための半導体レーザを装着してもよい。
【００４２】
図３は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の第１の実施形態を示す斜視図である。
【００４３】
図３によれば、第１の実施形態における薄膜磁気ヘッド２１は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）３０を有するスライダ基板２１０と、スライダ基板２１０のＡＢＳ３０に垂直な素子形成面３１に形成された、信号データを読み出すためのＭＲ効果素子３３及び信号データを書き込むための電磁コイル素子３４と、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の間に形成されている導波路部３７と、導波路部３７の端に接して連結しておりＡＢＳ側のヘッド端面３００に達した端を有する、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部３８と、ファイバ２６からの光を反射させて導波路部３７に向けさせるための反射部３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路部３７、近接場光発生部３８及び反射部３６を覆うように素子形成面３１上に形成された被覆層４０と、被覆層４０の上面に形成されており、光ファイバ２６の出光端を挿入するための受光窪み３５と、被覆層４０の層面から露出した合計４つの信号端子電極３９とを備えている。
【００４４】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の一端は、ヘッド端面３００に達している。書き込み又は読み出し動作時には、薄膜磁気ヘッド２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００４５】
信号端子電極３９は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に２つずつ接続されている。なお、これらの信号端子電極の数及び位置は、図３（Ａ）の形態に限定されるものではない。同図において端子電極は４つであるが、例えば、電極を３つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００４６】
図４（Ａ）は、図３に示した薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、導波路部３７及び近接場光発生部３８の形状を示す平面図であり、図４（Ｃ）は、近接場光発生部３８のヘッド端面３００における形状を示す平面図である。
【００４７】
図４（Ａ）によれば、ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ効果積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部電極層３３０及び上部電極層３３４とを備えている。ＭＲ効果積層体３３２は、磁化自由層と磁化固定層とがトンネルバリア層を挟んで積層されたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果多層膜、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜、及び面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（Current In Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜のうちのいずれか１つを備えている。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。なお、ＭＲ効果積層体３３２がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜を備えている場合、上下部電極層３３４及び３３０の代わりに、ＭＲ効果積層体との間にシールドギャップ層を介する上下部シールド層がそれぞれ設けられ、さらにＭＲ効果積層体にセンス電流を供給するための素子リード導体層が設けられることになる。
【００４８】
下部シールド層３３０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板２１０の素子形成面３１に積層されており、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。上部シールド層３３４は、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上下部シールド層３３４及び３３０の間隔である再生ギャップ長は、約０.０２μｍ〜約１μｍである。
【００４９】
電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用であり、主磁極層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４２、コイル絶縁層３４３、及び補助磁極層３４４を備えている。主磁極層３４０は、コイル層３４２によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層３４０のヘッド端面３００側の端部３４０ａの層厚方向の長さ（厚さ）は、他の部分に比べて小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界が発生可能となる。
【００５０】
ここで、主磁極層３４０は、例えば、ＡＢＳ側の端部での全厚が約０.０１μｍ〜約０.５μｍであって、この端部以外での全厚が約０.５μｍ〜約３.０μｍのＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から形成されている。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜約０.５μｍのＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等から形成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのＣｕ等から形成されている。コイル絶縁層３４３は、例えば、厚さ約０.１μｍ〜約５μｍの熱硬化されたレジスト層等から形成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約５μｍのＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から形成されている。
【００５１】
受光窪み３５は、被覆層４０の上面に形成された堀込み部分であって、反射部３６の直上に形成されている。この受光窪み３５に、近接場光発生部３８に照射されるレーザ光を放射するための光ファイバ２６の出光端が、真上から挿入されており、さらに、エポキシ系等の接着剤４１で固定されている。光ファイバ２６の出光端には、テーパーが形成されており、同じく壁面がテーパー状になっている受光窪み３５に対して、隙間がない状態で精度良く所定位置に固定されている。また、光ファイバ２６の端面は、底面３５０に対向又は接面している。ここで、光ファイバ２６の出光端の直径は、約５μｍ〜約５００μｍであるので、受光窪み３５の平均内径も、この値に合わせて正確に加工されている。また、光ファイバ２６の出光端から放射されるレーザ光のビーム径もまた、約５μｍ〜約５００μｍとなる。
【００５２】
受光窪み３５の底面３５０には、光ファイバ２６からの光の一部が反射して損失する分を低減するための、反射防止膜４２が形成されている。反射防止膜４２は、例えば、Ｔａ２Ｏ５又はＳｉＯ２からなるイオンアシスト蒸着による単層構造、又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２とが交互に積層されたイオンアシスト蒸着による多層構造を有している。この単層／多層構造は、入射されるレーザ光の波長に応じてなされた光学的な設計に基づいて形成される。
【００５３】
反射部３６は、受光窪み３５の直下であって、ヘッド端面３００から見て、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４及び近接場光発生部３８の後方に位置している。反射部３６は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ若しくはＴｉ等の金属層又はそれらのうちのいくつかの組合せの合金層であり、反射面３６０を有する。反射面３６０は、光ファイバ２６からの光を絞って導波路直線部３７１の端３７１ａに入射させるように湾曲しており、光ファイバ２６からのレーザ光をできるだけ近接場光発生部３８に到達させる役割を果たす。これにより、近接場光の発生効率が向上する。なお、反射部３６の層厚は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍであり、トラック幅方向の幅は、約１０μｍ〜約５００μｍである。ここで、受光窪み３５に挿入された光ファイバ２６は、コア部２６０と、コア部２６０を取り囲むクラッド部２６１からなる。コア部２６０の直径は、例えば、約８μｍである。レーザ光は、このコア部２６０の端から出射するので、反射面３６０は、コア部２６０の真下の部分の少なくとも一部において、適切な反射のための曲面を有している。
【００５４】
なお、反射部の形態は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、平らな反射面を有する平面鏡型、回折格子を利用したグレーティング型、さらにはプリズム型であってもよい。
【００５５】
以上に述べたように、受光窪み３５が被覆層４０に形成されていて、光ファイバ２６が薄膜磁気ヘッドに直接固定されるので、光ファイバ２６からのレーザ光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。従って、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、光ファイバをフレクシャ等の外部の部品に固定した場合に比べて、受光窪み３５及び反射部３６の位置関係が安定し、光ファイバ２６からのレーザ光を、反射部３６を経て、近接場光発生部３８に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００５６】
ここで、受光窪み３５及び反射部３６はともに、後述する薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。ここで、特に、受光窪み３５が、素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成されるので、反射部３６の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪み３５を形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバ２６の出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバ２６からのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部３８に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００５７】
導波路部３７は、受光窪み３５の底面３５０から反射部３６を介して近接場光発生部３８に至るまでの光路を含んでおり、受光窪み３５の直下であって底面３５０と反射面３６０との間の領域を含む導波路反射部３７０と、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間に位置していて素子形成面３１とほぼ平行に伸長しているが、ヘッド端面３００の近傍においてヘッド端面３００に向かって先細りしている導波路直進部３７１とからなる。導波路部３７は、何れの部分においても、被覆層４０を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有する誘電材料から形成されている。例えば、被覆層４０が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路部３７は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層４０が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路部３７は、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）、Ｎｂ２Ｏ５（ｎ＝２.３３）、ＴｉＯ（ｎ＝２.３〜２.５５）又はＴｉＯ２（ｎ＝２.３〜２.５５）から形成されていてもよい。導波路部３７をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。
【００５８】
近接場光発生部３８は、導波路部３７と同じ誘電材料で形成されていて、一方の端が導波路直進部３７１のヘッド端面３００側の端に接しており、他方の端がヘッド端面３００に達している。図４（Ｂ）によれば、導波路直進部３７１のヘッド端面３００に向かって先細りしている部分と近接場光発生部３８とのトラック幅方向の両側に接して、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等の導電材料からなるサイド導体層４３が設けられている。このような構成によって、導波路反射部３７０を通って導波路直進部３７１を伝播するレーザ光の多くが、サイド導体層４３の反射面４３０での反射を経て、近接場光発生部３８に集中する。これにより、より多くのレーザ光が近接場光発生部３８に到達するので、近接場光の発生効率が向上する。
【００５９】
近接場光発生部３８のトラック幅方向の幅及び層厚は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、それぞれ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ及び約１０ｎｍ〜約２００ｎｍである。この近接場光発生部３８がレーザ光を受けると、このレーザ光の電界成分のトラック幅方向の振動によって、構成材料である誘電体とサイド導体層４３との界面に、同じくトラック幅方向に強制振動させられる電気双極子が誘導される。この電気双極子の振動は、近接場光発生部３８のサイズがレーザ光の波長よりも十分に小さいことから、ほぼ一様となる。この一様な電気双極子の振動によって、この振動方向に垂直な方向、すなわち磁気ディスクの表面に向かう方向に電磁波が放射される。この電磁波の電気力線は、電気双極子の正負が入れ替わるように振動する際に、いったん閉じてまた開くといった形を繰り返して、節を作って伝播する。このうち、近接場光発生部３８から最初の節までの極近傍に拡がる電気力線の領域が近接場光となる。
【００６０】
この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子３４による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、ヘッド端面３００から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光発生部３８のトラック幅方向の幅又は層厚程度までの領域に存在する。従って、１０ｎｍ又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達する。また、このように発生する近接場光の幅は、同じく上述した幅又は層厚と同程度であって、この近接場光の電界強度は、この幅又は層厚以上の領域では指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【００６１】
なお、近接場光発生部３８のヘッド端面３００に垂直な方向の長さは、例えば、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍである。また、導波路直進部３７０のトラック幅方向の幅は、最も広い箇所において、例えば、約２０μｍ〜約５００μｍである。
【００６２】
図４（Ｃ）によれば、ヘッド端面３００上において、近接場光発生部３８の発生端３８ａは、電磁コイル素子３４の主磁極層３４０の端３４０ｂに近接していて、端３４０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端３８ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する正台形となっている。
【００６３】
ここで、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路直進部３７１の形状にも依存するが、一般に、最も幅の狭いトレーリング側の短辺近傍において最も強い強度を有する。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱する熱アシスト作用において、このトレーリング側の短辺近傍が、主要な加熱作用部分となる。なお、発生端３８ａの形状が、例えば、リーディング側に底辺を有しておりトレーリング側に１つの頂角を有する三角形である場合、このトレーリング側の１つの頂点近傍が、主要な加熱作用部分となる。
【００６４】
また、主磁極層３４０の端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する逆台形となっている。すなわち、主磁極層３４０の端部３４０ａの側面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。ベベル角の大きさは、例えば、１５度程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【００６５】
以上に述べた、近接場光発生部３８の発生端３８ａ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂの配置及び形状によれば、主要な加熱作用部分である発生端３８ａのトレーリング側の短辺近傍が、書き込み部分である主磁極層の端３４０ｂに非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が、確実に実行可能となる。
【００６６】
ここで、近接場光発生部３８の発生端３８ａにおけるトレーリング側の短辺の長さＷＮＦ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さＷＭＰ、の関係を考察する。
【００６７】
一般に、近接場光を用いた磁気記録方式は、磁気ドミナント記録と熱ドミナント記録との２つに大別される。磁気ドミナント記録の場合、磁気ディスクの記録層において書き込み磁界を印加する領域の幅（磁界印加幅）よりも、保持力ＨＣを十分に低下させるまでに加熱する幅（加熱幅）を大きく設定する。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、磁界印加幅相当となる。この場合、ＷＮＦ＞ＷＭＰと設定される。これに対して、熱ドミナント記録の場合、加熱幅が、磁界印加幅と同等に又はより狭くなるように設定される。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、加熱幅相当となる。この場合、ＷＮＦ≦ＷＭＰと設定される。熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせる場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ＞ＷＭＰであることが求められる。
【００６８】
以上に述べたような熱アシスト磁気記録方式を適用することにより、実際には、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、１Ｔbits／in２級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【００６９】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路直進部３７１及び近接場光発生部３８との間に、素子間シールド層４４が形成されている。素子間シールド層４４は、ＭＲ効果素子３３を、電磁コイル素子３４より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層４４と導波路直進部３７１との間に、さらに、バッキングコイルが形成されていてもよい。バッキングコイルは、電磁コイル素子３４から発生してＭＲ効果素子３３の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図るものである。なお、コイル層３４２は、図４（Ａ）において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００７０】
図５は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の第２の実施形態を示す斜視図である。
【００７１】
図５（Ａ）によれば、第２の実施形態における薄膜磁気ヘッド２１′において、受光窪み３５′、反射部３６′、導波路部３７′及び近接場光発生部３８′以外の構成要素の位置、及び各構成要素の機能は、図３に示した第１の実施形態と同様である。
【００７２】
反射部３６′は、第１の実施形態と同じく、受光窪み３５′の直下に設けられているが、ヘッド端面３００から見て、近接場光発生部３８′の斜め後方に位置している。導波路部３７′は、光ファイバからのレーザ光が反射部３６′を介して近接場光発生部３８′に至る光路を含んでおり、近接場光発生部３８′を起点として、ヘッド端面３００に垂直であるヘッドの中心線５０′からトラック幅方向に傾いた領域に形成されている。従って、受光窪み３５′は、被覆層４０′の上面において、中心線５０′からずれた位置に設けられることになる。なお、本実施形態においても、導波路部３７′の端部及び近接場光発生部３８′のトラック幅方向の両側に、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示したようなサイド導体層が設けられていることが好ましい。このような構成によって、導波路部３７′及び反射部３６′の形成の際、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４によるサイズの制限が小さくなるので、サイズの設計マージンが大きくなる。特に、図５（Ｂ）に示したように、導波路部３７′の積層方向の高さ（厚さ）ＴＷＧの設計自由度が大きくなるので、より多くの光を近接場光発生部３８′に伝播させることが可能となり、近接場光の発生効率をより向上させることができる。
【００７３】
図６は、本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている導波路部及び近接場光発生部についての種々の変更態様を示す断面図及び斜視図である。
【００７４】
図６（Ａ１）によれば、導波路部６０は、図４（Ａ）に示した第１の実施形態と同じくＭＲ効果素子６２及び電磁コイル素子６３との間に形成されているが、そのヘッド端面６４側の端に接して、近接場光発生部６１が形成されている。近接場光発生部６１は、図６（Ａ２）に示すように、ヘッド端面６４に向かって先細りした形状を有していて、素子形成面６５に対してヘッド端面６４側が上がる形で傾いており、光ファイバからのレーザ光を受ける受光面６１０を有している。なお、図６（Ａ２）において、導波路部６０及び近接場光発生部６１は、図の見易さのため、素子形成面６５側から（下側から）見た斜視像として表されている。この近接場光発生部６１は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等からなり、受光面６１０にレーザ光を受けることによって、内部の自由電子がレーザ光の電界によって一様に強制振動させられることによりプラズモンが励起される。このプラズモンは、近接場光発生部６１の、ヘッド端面６４側の先端に向かって伝播し、この先端の近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させる。この近接場光を用いて、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７５】
図６（Ｂ）によれば、導波路部６７及び近接場光発生部６８は、図４（Ａ）に示した第１の実施形態と同じ構造を有しているが、電磁コイル素子６９の上方に位置している。また、電磁コイル素子６９の主磁極層６９１は、補助磁極層６９０のリーディング側に設けられており、近接場光発生部６８のヘッド端面７０側の端６８ａは、主磁極層６９１のヘッド端面７０側の端６９１ａに近接していて、端６９１ａのトレーリング側に位置している。反射部６６は、ヘッド端面７０から見て、導波路部６７の後方に位置しており、光ファイバからの光を反射させて、導波路部６７に入射させる。このような構成においても、近接場光発生部６８の端６８ａ近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させることができるので、この近接場光を用いて熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７６】
図７は、本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【００７７】
最初に、図７（Ａ）に示すように、スライダ基板２１０上に、反射部の基台となるＡｌ２Ｏ３等の誘電体膜７１を、例えばスパッタリング法によって成膜し、その上に、レジストパターン７２を形成する。次いで、このレジストパターン７２をマスクとして、イオンミリング法等を用いてエッチングを行い、反射面の形状を有する基台を形成する。この形成の際、図７（Ｂ１）に示すように、ミリング用のＡｒイオン７３の入射を、素子形成面３１に対して高角度に、すなわち素子形成面３１の法線方向に近くなるように設定すると、より急峻な曲面を有する基台が形成される。これに対して、図７（Ｂ２）に示すように、Ａｒイオン７４の入射を、素子形成面３１に対して低角度に、すなわち素子形成面３１内の方向に近くなるように設定すると、より緩やかな曲面を有する基台が形成される。従って、このイオンミリングの際のＡｒイオンの入射角を調整することによって、設計された曲率分布を有する反射面を形成可能となる。
【００７８】
次いで、図７（Ｃ）に示すように、形成された反射部の基台７５の曲面上に、Ａｕ等の金属層又はそれらの合金層を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、反射部３６を形成する。次いで、図７（Ｄ）に示すように、所定の屈折率を有するＴｉＯ２等の誘電体膜を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、リフトオフ法でレジストパターン７２を除去することによって、導波路部３７を形成する。その後、導波路部３７の導波路反射部の上面に、反射防止膜４２を、例えばイオンアシスト蒸着法によって成膜する。次いで、導波路部３７及び反射防止膜４２を覆うように被覆層４０を、例えばスパッタリング法によって積層する。その後、図７（Ｅ）に示すように、ウエットエッチング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、被覆層４０の上面をエッチングすることによって、受光窪み３５を形成する。以上の工程により、受光窪み３５及びその直下の反射部３６が、一連の薄膜プロセスとして精度良く形成される。
【００７９】
図８は、導波路直進部の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。なお、図８（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図８（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８０】
図８（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地８０の上に、近接場光発生部となる、下地よりも屈折率の高いＴｉＯ２等の誘電体膜８１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン８２を形成する。次いで、図８（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン８２の直下を除いて、誘電体膜８１の不要部分を除去する。その後、図８（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、サイド導体層となるＡｕ等の導電膜８３を成膜し、この後、レジストパターン８２及びその上の導電膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。その後、図８（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン８４が形成された後、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン８４の直下を除いて、誘電体膜８１及び導電膜８３の不要部分を除去する。次いで、図８（Ｅ１）及び（Ｅ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、誘電体膜８１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜８５を形成する。その後、レジストパターン８４及びその上の誘電体膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。なお、後のＭＲハイト工程において、図８（Ｅ２）のｆ−ｆ線よりも左側の部分が研削されることにより、図８（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のヘッド端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側が薄膜磁気ヘッドの近接場光発生部となる。
【００８１】
以上の工程を繰り返すことによって、図８（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３８、バックフィル誘電体膜８５からなる導波路層８６、さらにその後形成された導波路層８７と、複数個の順次大きくなる導波路層を、連続して形成することができる。これらの導波路層は、導波路直進部の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地８０と同じく、導波路層を構成する材料よりも屈折率の小さい、例えば、Ａｌ２Ｏ３等の材料からなるカバー誘電体膜８８を形成する。ここで、近接場光発生部３８の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路層８６の厚さは、例えば、約６０ｎｍであり、導波路層８７の厚さは、例えば、約３００ｎｍである。さらに、下地８０及びカバー誘電体膜８８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８２】
図９は、図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
【００８３】
図９において、９０は制御ＬＳＩ、９１は、制御ＬＳＩ９０から記録データを受け取るライトゲート、９２はライト回路、９３は、半導体レーザ１８に供給する動作電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、９５は、ＭＲ効果素子３３へセンス電流を供給する定電流回路、９６は、ＭＲ効果素子３３の出力電圧を増幅する増幅器、９７は、制御ＬＳＩ９０に対して再生データを出力する復調回路、９８は温度検出器、９９は、半導体レーザ１８の制御回路をそれぞれ示している。
【００８４】
制御ＬＳＩ９０から出力される記録データは、ライトゲート９１に供給される。ライトゲート９１は、制御ＬＳＩ９０から出力される記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路９２へ供給する。ライト回路９２は、この記録データに従ってコイル層３４２に書き込み電流を流し、電磁コイル素子３４により磁気ディスク上に書き込みを行う。
【００８５】
制御ＬＳＩ９０から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路９５からＭＲ積層体３３２に定電流が流れる。このＭＲ効果素子３３により再生された信号は増幅器９６で増幅された後、復調回路９７で復調され、得られた再生データが制御ＬＳＩ９０に出力される。
【００８６】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流制御信号を受け取る。このレーザＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、発振しきい値以上の動作電流が半導体レーザに印加される。この際の動作電流値は、動作電流制御信号に応じた値に制御される。制御ＬＳＩ９０は、記録再生動作とのタイミングに応じてレーザＯＮ／ＯＦＦ信号を発生させ、磁気ディスクの記録層及び半導体レーザ１８の、温度検出器９８による温度測定値等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、動作電流値制御信号の値を決定する。ここで、制御テーブルは、発振しきい値及び光出力−動作電流特性の温度依存性のみならず、動作電流値と熱アシスト作用を受けた記録層の温度上昇分との関係、及び保磁力の温度依存性についてのデータも含む。このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流値制御信号系を設けることによって、単純に記録動作に連動した半導体レーザへの通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【００８７】
なお、記録再生及び発光制御回路１３の回路構成は、図９に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定してもよい。また、少なくとも書き込み動作時又はその直前において半導体レーザ１８に通電することが望ましいが、書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスにおいて、所定の期間だけ通電することも可能である。
【００８８】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図、導波路部及び近接場光発生部の形状を示す平面図、及び近接場光発生部のヘッド端面における形状を示す平面図である。
【図５】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている導波路部及び近接場光発生部についての種々の変更態様を示す断面図及び斜視図である。
【図７】本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【図８】導波路直進部の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。
【図９】図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発光制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
１８ 半導体レーザ
１９ ファイバホルダ
２０ サスペンション
２１ スライダ
２１０ スライダ基板
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
２６ 光ファイバ
２６０ コア部
２６１ クラッド部
３０ 浮上面（ＡＢＳ）
３００、６４、７０ ヘッド端面
３１、６５ 素子形成面
３３、６２ ＭＲ効果素子
３３０ 下部電極層
３３２ ＭＲ効果積層体
３３４ 上部電極層
３４、６３、６９ 電磁コイル素子
３４０、６９１ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４０ｂ、３４４ａ、３８ａ、６８ａ、６９１ａ 端
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４、６９０ 補助磁極層
３５、３５′ 受光窪み
３５０ 底面
３６、３６′、６６ 反射部
３６０ 反射層
３７、３７′、６７ 導波路部
３７０ 導波路反射部
３７１ 導波路直進部
３８、３８′、６１、６８ 近接場光発生部
３９ 信号端子電極
４０、４０′ 被覆層
４１ 接着剤
４２ 反射防止膜
４３ サイド導体層
４４ 素子間シールド層
５０ 中心線
６１０ 受光面
７１ 誘電体膜
７２ レジストパターン
７３、７４ Ａｒイオン
８０ 下地
８１ 誘電体膜
８２、８４ レジストパターン
８３ 導電膜
８４ 磁性層
８５ バックフィル誘電体膜
８６、８７ 導波路層
８８ カバー誘電体膜
９０ 制御ＬＳＩ
９１ ライトゲート
９２ ライト回路
９３ ＲＯＭ
９５ 定電流回路
９６ 増幅器
９７ 復調回路
９８ 温度検出器
９９ レーザ制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体対向面及び該媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、該素子形成面に形成されており、該媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、該媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有する近接場光発生部と、該電磁コイル素子及び該近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記被覆層の上面に、前記近接場光発生部に光を照射するための光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、前記素子形成面の上方であって該受光窪みの直下に、該光ファイバからの光を反射して該近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子が、前記素子形成面にさらに設けられており、前記近接場光発生部が、該磁気抵抗効果素子と前記電磁コイル素子との間に位置しており、前記反射部が、前記媒体対向面側のヘッド端面から見て、該磁気抵抗効果素子、該近接場光発生部及び該電磁コイル素子の後方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子が、前記素子形成面にさらに形成されており、前記近接場光発生部が、該磁気抵抗効果素子と前記電磁コイル素子との間に位置しており、前記反射部が、前記媒体対向面側のヘッド端面から見て、該近接場光発生部の斜め後方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記受光窪みの底面から前記反射部を介して前記近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、前記被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記導波路部が、前記媒体対向面側のヘッド端面の近傍において該ヘッド端面に向かって先細りしており、前記近接場光発生部が、該導波路部を形成する材料と同じ材料で形成されていて該導波路部の該媒体対向面側の端に接しており、導電材料からなるサイド導体層が、該導波路部の先細りした部分及び該近接場光発生部のトラック幅方向の両側に接して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記電磁コイル素子が、書き込み磁界を発生させるための主磁極を有しており、前記近接場光発生部の前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端が、該主磁極の該媒体対向面側のヘッド端面に達した端に近接していることを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記反射部が、光ファイバからの光を絞るように湾曲している反射面を有する反射層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記受光窪みの底面に、単層又は多層の反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、前記電磁コイル素子のための信号線と、該薄膜磁気ヘッドが磁気抵抗効果素子を備えている場合は該磁気抵抗効果素子のための信号線とを備えており、一端が前記受光窪みに挿入されて固定された光ファイバをさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、前記光ファイバに光を供給するための光源と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、前記光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１】
媒体対向面及び該媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、該素子形成面に形成されており、該媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ書き込み用の電磁コイル素子と、近接場光を発生させて書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、該媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有する近接場光発生部と、該電磁コイル素子及び該近接場光発生部を覆うように素子形成面上に形成された被覆層とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記被覆層の上面に、前記近接場光発生部に光を照射するための光ファイバの端を挿入可能である受光窪みが形成されており、前記素子形成面の上方であって該受光窪みの直下に、該光ファイバからの光を反射して該近接場光発生部に向けさせるための反射部が設けられていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子が、前記素子形成面にさらに設けられており、前記近接場光発生部が、該磁気抵抗効果素子と前記電磁コイル素子との間に位置しており、前記反射部が、前記媒体対向面側のヘッド端面から見て、該磁気抵抗効果素子、該近接場光発生部及び該電磁コイル素子の後方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端を有するデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子が、前記素子形成面にさらに形成されており、前記近接場光発生部が、該磁気抵抗効果素子と前記電磁コイル素子との間に位置しており、前記反射部が、前記媒体対向面側のヘッド端面から見て、該近接場光発生部の斜め後方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記受光窪みの底面から前記反射部を介して前記近接場光発生部に至るまでの光路を含む導波路部が、前記被覆層を形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記導波路部が、前記媒体対向面側のヘッド端面の近傍において該ヘッド端面に向かって先細りしており、前記近接場光発生部が、該導波路部を形成する材料と同じ材料で形成されていて該導波路部の該媒体対向面側の端に接しており、導電材料からなるサイド導体層が、該導波路部の先細りした部分及び該近接場光発生部のトラック幅方向の両側に接して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記電磁コイル素子が、書き込み磁界を発生させるための主磁極を有しており、前記近接場光発生部の前記媒体対向面側のヘッド端面に達した端が、該主磁極の該媒体対向面側のヘッド端面に達した端に近接していることを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記反射部が、光ファイバからの光を絞るように湾曲している反射面を有する反射層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記受光窪みの底面に、単層又は多層の反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、前記電磁コイル素子のための信号線と、該薄膜磁気ヘッドが磁気抵抗効果素子を備えている場合は該磁気抵抗効果素子のための信号線とを備えており、一端が前記受光窪みに挿入されて固定された光ファイバをさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、前記光ファイバに光を供給するための光源と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、前記光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２００４７５（Ｐ２００７−２００４７５Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８８８７（Ｐ２００６−１８８８７）
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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