熱に補助される磁気記録のための記録ヘッド
装置は、コア層と空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と；互いに磁気的に結合され導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み；第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分と、第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分とを含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように構造化され；さらに、第１の磁極の第２の部分に近接して位置決めされるヒートシンクを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
この発明は、磁気記録ヘッド、および特に熱に補助される磁気記録装置で使用されるそのような記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱により補助される磁気記録では、情報ビットは上昇した温度でデータ記憶媒体に記録され、データビット寸法は、記憶媒体中の加熱された領域の寸法または磁界にさらされる記憶媒体の領域の寸法によって決定することができる。１つの方策では、光線が記憶媒体上において小さな光学スポットに集光して、媒体の一部を加熱し、加熱された部分の磁気保磁力を低減する。次いで、データが、低減された保磁力領域に書込まれる。
【０００３】
熱に補助される磁気記録で使用される記録ヘッドの１つの例は、一般に、ヨークまたはペデスタルを通って磁気的に互いに結合された書込み磁極およびリターン磁極と、記憶媒体上に光を合焦させるための導波管とを含む。導波管は書込み磁極とリターン磁極の間で位置決めされる。光はヨーク上で導波管に結合され、ヨークの両側において導波管を通して透過される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
第１の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、第１の磁極の第２の部分に近接して位置決めされるヒートシンクを含む、装置を提供する。
【０００５】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、導波管の焦点に近接して位置決めされる近接場変換器と、近接場変換器と第１の磁極の第２の部分との間に位置決めされるヒートシンクとを含む、装置を提供する。
【０００６】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、第１の磁極の第２の部分は、コア層と実質的に平行に位置決めされる第１のセクションを含む、装置を提供する。
【０００７】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、導波管の第１の側に近接して位置決めされる主磁極と、主磁極の両側に位置決めされ、主磁極に磁気的に結合された第１および第２のリターン磁極とを含み、主磁極ならびに第１および第２のリターン磁極は導波管の第１の側に近接して位置決めされ、主磁極ならびに第１および第２のリターン磁極の各々は、導波管から間隔を置かれた第１の部分と、第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分とを含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化される、装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明のある局面に従って構築された記録ヘッドを含み得るディスクドライブの形式のデータ記憶装置の表現図である。
【図２】この発明のある局面に従って構築された記録ヘッドの側面立面図である。
【図３】線３−３に沿って得られた図２の別の記録ヘッドの断面図である。
【図４】図２の記録ヘッドの空気軸受面の平面図である。
【図５】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドにおいて使用され得る導波管の概略図である。
【図６】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの一部の断面図である。
【図７】図６の記録ヘッドの空気軸受面の平面図である。
【図８】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの一部の断面図である。
【図９】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１０】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの断面図である。
【図１１】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの断面図である。
【図１２】近接場変換器の側面図である。
【図１３】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。
【図１４】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの端部立面図である。
【図１５】線１５−１５に沿って得られた図１４の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１６】線１６−１６に沿って得られた図１４の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１７】別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１８】別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１９】この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの端部立面図である。
【図２０】この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの端部立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の詳細な説明
この発明は、熱に補助される磁気記録に使用されるさまざまな装置を包含する。図１は、この発明のさまざまな局面に従って構築された記録ヘッドを利用することができるディスクドライブ１０の形式のデータ記憶装置の表現図である。ディスクドライブ１０は、ディスクドライブのさまざまな構成要素を含むようサイズ決めされ構成されたハウジング１２（この図においては、上部は取除かれ、下部が可視である）を含む。ディスクドライブ１０は、ハウジング内で少なくとも１つの磁気記憶媒体１６を回転させるためにスピンドルモータ１４を含む。少なくとも１つのアーム１８がハウジング１２内に含まれ、各アーム１８は、記録ヘッドまたはスライダ２２を有する第１の端部２０と、軸受２６によってシャフト上で旋回可能に取り付けられる第２の端部２４とを有する。アクチュエータモータ２８はアーム１８の旋回のためにアームの第２の端部２４に位置して、ディスク１６の所望のセクタまたはトラック２７上に記録ヘッド２２を位置決めする。アクチュエータモータ２８はコントローラによって規制される。コントローラはこの図においては示されず、当該技術分野において周知である。
【００１０】
熱に補助される磁気記録（ＨＡＭＲ）では、電磁放射、例えば、可視、赤外線または紫外線光をデータ記憶媒体の表面上に向けて、媒体の局所的な領域の温度を上昇させて、その領域の磁化の切換を容易にする。ＨＡＭＲ記録ヘッドの最近の設計は、記憶媒体の局所加熱のために記憶媒体に光を導くためにスライダ上に薄膜導波管を含む。導波管に光を送り出すために、格子結合器を用いることができる。
【００１１】
図１はディスクドライブを示しているが、この発明は、変換器と記憶媒体とを含み、記憶媒体は記憶媒体においてビットの切換を容易にするように加熱される、他の記憶装置に適用することができる。
【００１２】
図２は、この発明のある局面に従って構築され、記憶媒体の近くで位置決めされる記録ヘッドの側面立面図である。図３は、線３−３に沿って得られた図２の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。図４は、書込み磁極先端の近くにおける図２の記録ヘッドの空気軸受面の一部の拡大した平面図である。
【００１３】
図２、図３および図４において、記録ヘッド３０は、基板３２、基板上のベースコート３４、ベースコート上の底部磁極３６、およびヨークまたはペデスタル４０を通って底部磁極に磁気的に結合される頂部磁極３８含む。導波管４２は頂部磁極と底部磁極との間に位置決めされる。導波管は、コア層４４、ならびにコア層の両側のクラッド層４６および４８を含む。ミラー５０はクラッド層のうちの１つに近接して位置決めされる。頂部磁極はツーピースの磁極であり、空気軸受面５６から間隔を置かれる第１の端部５４を有する第１の部分または磁極本体５２と、第１の部分から延在し、底部磁極に向かう方向に傾けられる第２の部分または傾斜した磁極片５８とを含む。第２の部分は記録ヘッドの空気軸受面５６に近接する端部を含むよう構造化され、その端部は、頂部磁極の第１の部分より導波管に近い。平面コイル６０が、さらに、頂部磁極と底部磁極との間、およびペデスタルのまわりに延在する。この例は平面コイルを含んでいるが、螺旋コイルのような他の種類のコイルを用いてもよい。螺旋コイルは底部磁極／リターン磁極のまわりを包むだろう。代替的実施例では、平面コイルは導波管と頂部磁極の間で位置決めされ得る。この例では、頂部磁極は書込み磁極として働き、底部磁極はリターン磁極として働く。
【００１４】
絶縁性材料６２はコイル巻回を分離する。一例においては、基板はＡｌＴｉＣであり得、コア層はＴａ２Ｏ５であり得、クラッド層（および他の絶縁層）はＡｌ２Ｏ３であり得る。絶縁性材料６３の最上層は頂部磁極上に形成することができる。
【００１５】
この例においては、頂部磁極３８は、第１の磁極片５２および第２の磁極片５８で構成される。しかしながら、頂部磁極は、単一の磁極片、または複数の層として形成されることもある。ヒートシンク６４は傾斜した磁極片５８に近接して位置決めされる。ヒートシンクはたとえばＡｕのような非磁性材料で構成することができる。
【００１６】
図２に示されるように、記録ヘッド３０は、書込み磁極５８が記憶媒体１６に書込み磁場Ｈを適用する場所近くにおいて磁気記憶媒体１６を加熱するための構造を含む。媒体１６は、基板６８、ヒートシンク層７０、磁性記録層７２および保護層７４を含む。コイル６０中の電流によって生成された磁界Ｈは、媒体の記録層においてビットの磁化の方向７６を制御するよう用いられる。
【００１７】
記憶媒体１６は、記録ヘッド３０に近接して、またはその下に位置決めされる。導波管４２は、例えば紫外線、赤外線または可視光線であってもよい電磁放射源７８からの光を伝える。電磁放射源は、例えば、レーザーダイオード、または導波管４２に光線８０を向けることに好適な他のレーザー光源であってもよい。光線８０を導波管４２に結合することで知られているさまざまな技術が用いられてもよい。例えば、光源７８は、光ファイバーと、光線８０を光ファイバーから導波管上の回折格子に向かって平行にするための外部光学素子との組合せで働いてもよい。代替的に、レーザーを導波管４２に取り付けてもよく、光線８６は、外部の光学的構成の必要なしに、導波管４２に直接結合されてもよい。一旦、光線８０が導波管４２に結合されると、光は、導波管４２を通って、記録ヘッド３０の空気軸受面（ＡＢＳ）近接して形成される導波管４２の切頭端部に向かって、伝搬する。媒体が矢印８２によって示されるように記録ヘッドに関して移動するにつれ、光は導波管の端部を出て、媒体の一部を加熱する。
【００１８】
ヒートシンクの形状化は、例えばそれがアパーチャとしても作用する磁極の近く以外のすべてのところでＡＢＳからヒートシンク材料を取除いて、格子の上から材料の取除くよう、またはそれが望ましくないかもしれないヘッドの任意の他の部分からそれを取除くよう、行うことも考えられる。ヒートシンクのパターン化は、標準のドライもしくはウェットエッチングを用いて、またはリフトオフ法を用いることによって、行うことも考えられる。
【００１９】
ヒートシンクは、図２，図３、図４において示されるそれとは異なるように形状化することもできる。例えば、ヒートシンクは方形状である必要はなく、それは、図２、図３および図４の例で示されるより空気軸受面からさらに離れて延在してもよい。他の例においては、ヒートシンクは、部分的または完全に書込み磁極の一部を囲むことができ、さらに、それは書込み磁極の表面に沿って延在してもよい。
【００２０】
ヒートシンク効率は、磁極に近接して高熱伝導率層を挿入してヒートシンクから熱を伝えるのを援助することにより、増加し得る。このヒートシンク延在は磁極に近接し得、それは、磁極の側面に離れて延在するか、または磁極のまわりを包むことさえできる。この延在はＡＢＳまでずっと延在することが考えられる。
【００２１】
ヒートシンク特性およびアパーチャ特性ならびに恐らく腐食およびラップ仕上中における汚れのような他の特性を最適化するよう、ヒートシンクは単一の膜であり得、または、それは多層もしくは合金であり得る。ある例示的な記録ヘッドでは、近接場変換器（ＮＦＴ）８４は、空気軸受面の近くにおいて、導波管に、またはそれに近接して位置決めされる。ヒートシンク材料は、それがＮＦＴの共鳴に干渉しないように選択されてもよい。例えば、Ａｕがアパーチャとして機能してもよいが、それは、それ自身の表面プラズモン（ＳＰ）の形成により、ＮＦＴに干渉するかもしれない。ある材料の層、例えばＣｒを、Ａｕの前に置いてもよく、または、Ａｕは、それが表面プラズモンを形成するのを防ぐよう、合金化されることも考えられる。
【００２２】
図２、図３および図４の例は、垂直磁気記録ヘッドおよび垂直磁気記憶媒体を示すが、この発明は、熱に補助される記録を使用することが望ましいかもしれない、他の種類の記録ヘッドおよび／または記憶媒体と共に用いられてもよいことが認識されるだろう。
【００２３】
図５は、図２において導波管４２の代りに用いられ得る導波管を示すスライダの後部の概略図である。図５は、固浸ミラー（ＳＩＭ）９２の上に向けられるレーザー光スポット９０を示し、ＳＩＭ９２は、ＳＩＭに光を結合するための格子９４および９６、ならびに書込み磁極９８をともなう。導波管コア１００は、矢印１０４および１０６によって表される光が焦点１０８に向かって反射されるように、コア材料の屈折率より大きい屈折率を有する材料の層１０２に位置決めされる。コア層の縁部１１０および１１２は放物線形状を有することができる。導波管に光を結合するために、円９０によって表される光のスポットは、格子９４および９６に当る。
【００２４】
図６は、この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。図６の例では、書込み磁極１２０は、空気軸受面１２４に向かって延在し、端部１２６が空気軸受面に近接して位置決めされる、傾斜した部分１２２を含む。導波管１２８は、コア層１３０、ならびにクラッド層１３２および１３４を含む。書込み磁極の構成は、書込み磁極の端部がコア−磁極間隔と呼ばれる距離１３６によってコア層から分離されるようになされる。ヒートシンク１３８は書込み磁極に近接して位置決めされる。図７は、図６の構造を含む記録ヘッドの空気軸受面の一部の平面図であり、さらに、基板１４０、ベースコート１４２、リターン磁極１４４、トップコート１４６、および導波管の側面１４８、１５０を示す。
【００２５】
別の局面では、この発明は、コア−磁極間隔によって導波管コアから分離されるスロートを有する書込み磁極を含む記録ヘッドを提供する。図８は、この発明のこの局面に従って構築された別の記録ヘッドの形成において用いられる中間構造体の一部の断面図である。この中間構造体は、記録ヘッドの空気軸受面の位置で点線にラップ仕上げされることになる。図８の例では、書込み磁極１６０は、空気軸受面１６４に向かって延在する、傾斜した部分１６２と、導波管コア層１７０から間隔を置かれコア層と実質的に平行な面に位置決めされる側部１６８を有するスロート部分１６６とを含む。スロート部分は、空気軸受面に近接して位置決めされる端部１７２を有する。導波管１７４は、コア層１７０、ならびにクラッド層１７６および１７８を含む。
【００２６】
モデル化は、光の２．６％が３０度の傾斜した磁極に吸収されることを示した。さらに、ＮＦＴが設計に組入れられる場合、モデル化は〜２０％低減が傾斜した磁極で見られると予測する。磁極からの磁場勾配と導波管によって形成された熱勾配とを整列させる場合、導波管コアと傾斜した磁極との間でＡＢＳでの間隔を制御することが望ましい。１つの例においては、約１５ｎｍの間隔が興味深く、なぜならば、この間隔は、加えるべき磁気勾配および熱勾配を得るために必要であるからである。
【００２７】
図８のヘッドを製作するための１つの方策は、間隔を制御するためにエッチングストップを用いる。１つの例において、頂部のクラッディングにおいて傾斜を形成するために用いられるエッチング技術でかなりの割合でエッチングをしない材料で、導波管コアの層を形成することが考えられる。いくつかの代替コア材料は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ、ＴｉＯ２またはダイヤモンド状炭素であってもよい。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層がコア層に置かれるだろう。
【００２８】
別の例においては、コアは、図９に示されるように、２つの材料１９０および１９２で形成され得、最上層はＴａ２Ｏ５＼ＬｉＮｂＯ３のようなエッチングストップとして働く。両方の材料が大きな屈折率（ｎ）を有する場合、光は２つの材料にわたって拡散されることになる。これを用いて、２つの材料の最良の特性、たとえば、エッチングストップ能力および高屈折率ｎ、またはエッチングストップおよびよりよい伝搬損失を組合せることが考えられる。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層１９４がコアに置かれるだろう。
【００２９】
別の例において、異なるクラッド材２００の薄層をコア層２０２の上に置くことが考えられ、そこにおいては、図１０に示されるように、このクラッド材はエッチングストップとして働く。この方策が用いられるのは、導波管コア材料として用いることができないように、エッチングストップ材料がコア層未満のｎを有する場合であろう。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディング２０４の薄層がコアに置かれるだろう。
【００３０】
別の例においては、頂部のクラッディングを異なる材料で形成し得、エッチング技術を変更することが考えられる。例えば、有機高分子、スピンオングラスまたはダイヤモンド状炭素のような酸素エッチングにおいてエッチングする材料で頂部のクラッディングを形成し得る。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層が置かれるだろう。
【００３１】
図９および図１０の例は光学的に透明なエッチングストップを用い、したがって、それらを、導波管全体の上に置くことが考えられ、または、エッチングストップが必要な箇所にのみ（つまり将来のＡＢＳ位置の近くに）置くことが考えられる。
【００３２】
他の例においては、不透明なエッチングストップを用いることができる。図１１は、磁気エッチングストップ２１０がＡＢＳ位置の近くにのみ置かれ、コア−磁極間隔は磁気エッチングストップを置く前にスペーサー２１２の配置によって設定されるであろう例を示す。磁気エッチングストップを置き、次に、エッチング、リフトオフまたはめっきし得る。エッチングストップは磁極の一部になる。加えて、エッチングストップは異なる許容差を補償するために必要とされる量だけ、磁極の意図したブレークポイントを越えて延在し得る。
【００３３】
不透明なエッチングストップは代替的に非磁性であってもよく、磁極が置かれる前に取除かれてもよい。この場合、エッチングストップは、磁極が形成される前に、エッチング除去されるだろう。これは、エッチング技術の変更によってなされ得る。例えば、ウェットエッチングが用いられ得、なぜなら、それは、導波管上のエッチングストップに非常に選択的になり得るからである。エッチングストップが磁極ブレークポイントを越えて延在する箇所に非常に小さなボイドが形成されてもよく、または、ここに残るなんらかのエッチングストップがあってもよい。これは、エッチングストップをエッチング除去するために、および磁極が置かれる前にエッチングストップが頂部のクラッディングで埋め戻される場合に用いられるプロセスに依存することになる。
【００３４】
不透明な材料は、金属、誘電体、レジストまたは他の有機もしくは高分子材料であり得る。金属は選択的にエッチング除去することができる。溶剤を用いることができる有機材料についても同じことが言える。
【００３５】
別の局面では、この発明は、導波管の焦点の近くに光をさらに集光するために近接場変換器を含むＨＡＭＲヘッドに関する。ＨＡＭＲヘッドのための１つの可能な近接場変換器（ＮＦＴ）は図１２に示されるローリーポップ設計である。近接場変換器２３０は、ディスク部分２３２、およびディスクと空気軸受面２３６との間に延在するペグ２３４を含む。このＮＦＴは、図１３に示されるように、固浸ミラー（ＳＩＭ）の焦点の近くに、および磁気書込み磁極のすぐ近くに置くことができる。
【００３６】
ＮＦＴは相対的に熱的に分離され、共鳴している間、レーザーパワーの有意な部分を吸収する。光からのエネルギーがＮＦＴに吸収されるとともに、ＮＦＴの温度は上昇することになる。これはＮＦＴの融解に帰着するかもしれず、または、熱膨張がＮＦＴをヘッドから突出させるか、または、ヘッドの層が離層するかもしれない。したがって、ＮＦＴ冷却器を維持する手段を有することが望ましい。
【００３７】
ＮＦＴを冷却しておくための１つの解決策はＮＦＴ変換器を書込み磁極にヒートシンクすることである。この解決策はヒートシンクを介してＮＦＴを磁極に接続する。図１３は、ヒートシンク２３８が書込み磁極２４０とＮＦＴとの間に延在する記録ヘッドを示す。付加的なオプションのヒートシンク２４２を、書込み磁極に近接して設けることができる。ヒートシンク材料は、たとえば、Ａｕ、Ｃｕ、ＡｌまたはＡｇのような十分な熱導体であるべきである。
【００３８】
図１３は、図２、図３および図４のそれに類似する記録ヘッドの一部の拡大した断面図であるが、近接場変換器２３０が導波管の焦点の近くに位置決めされている。この例においては、近接場変換器はクラッド層４８に位置決めされる。ヒートシンク２３８は近接場変換器に近接して位置決めされる。この例では、ヒートシンクの端部２４４はＮＦＴのディスクと接触する。図１２における点線の円２４６は、ヒートシンクとＮＦＴのディスクとの間のコンタクトの領域を示す。１つの例においては、ヒートシンクは、ディスクの縁部から少なくとも５０ｎｍ間隔を置かれた領域でディスクと接触する。
【００３９】
ローリーポップＮＦＴの１つの例では、ディスクの直径は３００ｎｍであり、ペグの長さは１２．５ｎｍである。ヒートシンクはディスクの縁部の５０ｎｍ以内に来ることができず、位置合わせおよび直径寸法用の平均＋３σが各々２５ｎｍであると仮定される場合、１００ｎｍ直径のヒートシンクが可能であるはずである。
【００４０】
ヒートシンクは、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）またはＡｌＮのような、誘電体でもある十分な熱導体をＮＦＴと磁極との間に挿入することによっても達成し得る。これは、ヒートシンクがＮＦＴと同じ形状であることを可能にするかもしれず、それでいて、ＮＦＴが共鳴することを可能するかもしれない。ＤＬＣは非常に高い熱伝導率を有することができ、したがって、それは十分なヒートシンクを形成するだろう。
【００４１】
別の局面では、この発明は、書込み磁極およびリターン磁極がヘッドにおいて導波管を通して透過された光に不利に影響を与えないように、書込み磁極およびリターン磁極が構成される、熱に補助される磁気記録での使用のための記録ヘッドを提供する。ヘッドの磁気部分は、別々に、光学的部分の製作後に、製作することができる。磁気部分は導波管と交差する必要はなく、したがって導波管において光を遮断しない。さらに、ヘッドは、磁極層の数を制限するようなより単純な処理を用いて製作することができる。図１４は、この発明のこの局面に従って構築された記録ヘッド２６０の側面立面図である。図１５は、線１５−１５に沿って得られた図１４のヘッドの断面図である。図１６は、線１６−１６に沿って得られた図１４のヘッドの断面図である。
【００４２】
記録ヘッド２６０は、第１の磁極を書込み磁極２６２の形で含み、第２および第３の磁極をリターン磁極２６４および２６６の形で含む。リターン磁極２６４および２６６は、それぞれヨーク２６８および２７０を通って書込み磁極に磁気的に結合される。磁極およびヨークは、導波管を含む光集光器２７２の第１の側に対向して位置決めされる。導波管は、コア層２７４、ならびにコア層の両側のクラッド層２７６および２７８を含む。
【００４３】
渦巻コイル２８０は書込み磁極のまわりに位置決めされる。コイルに流れる電流は、書込み磁極において、近接した記憶媒体（図示せず）へのデータを書込むために用いることができる磁界を引起す。書込み磁極２６２は、導波管コア層から距離Ｄ１で間隔を置かれる第１の層２８２、および第１の層の端部２８６から空気軸受面２８８に向かう方向に延在する第２の層２８４を含み、第２の層の端部２９０が書込み磁極の第１の層より導波管に近いように、構成される。層２８４は層２８２とは異なる形状になり得、所望の磁場プロファイルに依っては、それはリターン磁極の端部までずっと延在しなくてもよい。図１６に示されるように、リターン磁極２６４および２６６は２つの層２９２、２９４および２９６、２９８を含むことができる。層２８２はオプションであり、その厚みおよび材料特性を最適化し得る。層２８４は固体材料であり得、または、それは傾斜したＭｓを有し得、Ｍｓは磁極の底部から頂部へと減少する。
【００４４】
許容できる処理の複雑さおよび性能に対するニーズによっては、リターン磁極形状、厚みおよび材料特性の多くの変形を用い得る。例えば、図１７に図示されるようにリターン磁極２９２’および２９６’上に薄い延在部’２９４および２９８’を形成し得、または図１８に図示されるようにリターン磁極２９２’および２９６’上に段差のある薄い延在部２９４”および２９８”を形成し得る。図１７および図１８は、図１６のそれに類似する位置で空気軸受面の近くでとられる他のヘッドの断面図である。リターン磁極延在部は、別のめっきステップを追加することにより、またはシードエッチング中にシード層をマスキングすることにより、形成することができる。
【００４５】
図１９は、より短い磁極幅を有する、図１４のヘッドの変形例の断面図である。図１９は、磁場プロファイルを形状化するために主磁極３０６の近くで形状化されてもよいリターン磁極３０２、３０４を有する記録ヘッド３００を示す。リターン磁極は先細になる端部３０８および３１０を含む。磁極の端部領域３１２は図１５に示される態様に類似する態様で光学的変換器のコア層に向かって傾斜されるだろう。
【００４６】
図２０は、主磁極を窪ませた、同様の設計を示す。図１９の記録ヘッド３２０は、磁場プロファイルを形状化するために主磁極３２６の近くで形状化されるリターン磁極３２２および３２４を含む。リターン磁極は先細になる端部３２８および３３０を含む。主磁極は空気軸受面３３２から窪ませられる。窪ませられた主磁極は、媒体において、熱のスポットが位置する、より一様な磁場を可能にする。磁極を窪ませることは光効率を改善し、近接場変換器またはリーダに関しての傾斜壁の配置のような処理制約のうちのいくつかを緩和することになる。磁極の端部領域３３４は図１５に示される態様に類似する態様で光学的変換器のコア層に向かって傾斜されるだろう。
【００４７】
図１９および図２０では、コイル３３６は螺旋コイルである。コイルは中央脚のまわりを包み得るが、さらに、処理を追加せずに、頂部脚または側部脚のまわりにコイル巻回があり得る。
【００４８】
図１４−図２０のヘッドは、水平のリターン磁極を有する単一層ＨＡＭＲライタの例を図示する。この設計は導波管を通って切り落とすフラックスリターンパスを有さず、処理をより容易にし、およびヘッドをより光学的に効率的にもし得る。
【００４９】
導波管材料は、ライタが構築される前に、すべて置くことができる。したがって、仮に、リーダがライタの後に構築されることになっていても、所望するなら、高温プロセスを導波管材料に用い得る。
【００５０】
この発明をいくつかの例の点から記載したが、特許請求の範囲に述べられるようなこの発明の範囲から逸脱せずに、開示された例にさまざまな変更を行うことができることが当業者には明らかであろう。上に記載された実現例および他の実現例は、特許請求の範囲の範囲内にある。
【技術分野】
【０００１】
背景
この発明は、磁気記録ヘッド、および特に熱に補助される磁気記録装置で使用されるそのような記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱により補助される磁気記録では、情報ビットは上昇した温度でデータ記憶媒体に記録され、データビット寸法は、記憶媒体中の加熱された領域の寸法または磁界にさらされる記憶媒体の領域の寸法によって決定することができる。１つの方策では、光線が記憶媒体上において小さな光学スポットに集光して、媒体の一部を加熱し、加熱された部分の磁気保磁力を低減する。次いで、データが、低減された保磁力領域に書込まれる。
【０００３】
熱に補助される磁気記録で使用される記録ヘッドの１つの例は、一般に、ヨークまたはペデスタルを通って磁気的に互いに結合された書込み磁極およびリターン磁極と、記憶媒体上に光を合焦させるための導波管とを含む。導波管は書込み磁極とリターン磁極の間で位置決めされる。光はヨーク上で導波管に結合され、ヨークの両側において導波管を通して透過される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
第１の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、第１の磁極の第２の部分に近接して位置決めされるヒートシンクを含む、装置を提供する。
【０００５】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、導波管の焦点に近接して位置決めされる近接場変換器と、近接場変換器と第１の磁極の第２の部分との間に位置決めされるヒートシンクとを含む、装置を提供する。
【０００６】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、互いに磁気的に結合され、導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、第１の磁極は、導波管から間隔を置かれた第１の部分、および第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化され、さらに、第１の磁極の第２の部分は、コア層と実質的に平行に位置決めされる第１のセクションを含む、装置を提供する。
【０００７】
別の局面において、この発明は、コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、導波管の第１の側に近接して位置決めされる主磁極と、主磁極の両側に位置決めされ、主磁極に磁気的に結合された第１および第２のリターン磁極とを含み、主磁極ならびに第１および第２のリターン磁極は導波管の第１の側に近接して位置決めされ、主磁極ならびに第１および第２のリターン磁極の各々は、導波管から間隔を置かれた第１の部分と、第１の部分から空気軸受面に向かって延在する第２の部分とを含み、第２の部分は、第２の部分の端部が第１の部分より導波管のコア層に近いように、構造化される、装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明のある局面に従って構築された記録ヘッドを含み得るディスクドライブの形式のデータ記憶装置の表現図である。
【図２】この発明のある局面に従って構築された記録ヘッドの側面立面図である。
【図３】線３−３に沿って得られた図２の別の記録ヘッドの断面図である。
【図４】図２の記録ヘッドの空気軸受面の平面図である。
【図５】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドにおいて使用され得る導波管の概略図である。
【図６】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの一部の断面図である。
【図７】図６の記録ヘッドの空気軸受面の平面図である。
【図８】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの一部の断面図である。
【図９】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１０】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの断面図である。
【図１１】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの断面図である。
【図１２】近接場変換器の側面図である。
【図１３】この発明のある局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。
【図１４】この発明の別の局面に従って構築された記録ヘッドの端部立面図である。
【図１５】線１５−１５に沿って得られた図１４の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１６】線１６−１６に沿って得られた図１４の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１７】別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１８】別の記録ヘッドの一部の断面図である。
【図１９】この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの端部立面図である。
【図２０】この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの端部立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の詳細な説明
この発明は、熱に補助される磁気記録に使用されるさまざまな装置を包含する。図１は、この発明のさまざまな局面に従って構築された記録ヘッドを利用することができるディスクドライブ１０の形式のデータ記憶装置の表現図である。ディスクドライブ１０は、ディスクドライブのさまざまな構成要素を含むようサイズ決めされ構成されたハウジング１２（この図においては、上部は取除かれ、下部が可視である）を含む。ディスクドライブ１０は、ハウジング内で少なくとも１つの磁気記憶媒体１６を回転させるためにスピンドルモータ１４を含む。少なくとも１つのアーム１８がハウジング１２内に含まれ、各アーム１８は、記録ヘッドまたはスライダ２２を有する第１の端部２０と、軸受２６によってシャフト上で旋回可能に取り付けられる第２の端部２４とを有する。アクチュエータモータ２８はアーム１８の旋回のためにアームの第２の端部２４に位置して、ディスク１６の所望のセクタまたはトラック２７上に記録ヘッド２２を位置決めする。アクチュエータモータ２８はコントローラによって規制される。コントローラはこの図においては示されず、当該技術分野において周知である。
【００１０】
熱に補助される磁気記録（ＨＡＭＲ）では、電磁放射、例えば、可視、赤外線または紫外線光をデータ記憶媒体の表面上に向けて、媒体の局所的な領域の温度を上昇させて、その領域の磁化の切換を容易にする。ＨＡＭＲ記録ヘッドの最近の設計は、記憶媒体の局所加熱のために記憶媒体に光を導くためにスライダ上に薄膜導波管を含む。導波管に光を送り出すために、格子結合器を用いることができる。
【００１１】
図１はディスクドライブを示しているが、この発明は、変換器と記憶媒体とを含み、記憶媒体は記憶媒体においてビットの切換を容易にするように加熱される、他の記憶装置に適用することができる。
【００１２】
図２は、この発明のある局面に従って構築され、記憶媒体の近くで位置決めされる記録ヘッドの側面立面図である。図３は、線３−３に沿って得られた図２の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。図４は、書込み磁極先端の近くにおける図２の記録ヘッドの空気軸受面の一部の拡大した平面図である。
【００１３】
図２、図３および図４において、記録ヘッド３０は、基板３２、基板上のベースコート３４、ベースコート上の底部磁極３６、およびヨークまたはペデスタル４０を通って底部磁極に磁気的に結合される頂部磁極３８含む。導波管４２は頂部磁極と底部磁極との間に位置決めされる。導波管は、コア層４４、ならびにコア層の両側のクラッド層４６および４８を含む。ミラー５０はクラッド層のうちの１つに近接して位置決めされる。頂部磁極はツーピースの磁極であり、空気軸受面５６から間隔を置かれる第１の端部５４を有する第１の部分または磁極本体５２と、第１の部分から延在し、底部磁極に向かう方向に傾けられる第２の部分または傾斜した磁極片５８とを含む。第２の部分は記録ヘッドの空気軸受面５６に近接する端部を含むよう構造化され、その端部は、頂部磁極の第１の部分より導波管に近い。平面コイル６０が、さらに、頂部磁極と底部磁極との間、およびペデスタルのまわりに延在する。この例は平面コイルを含んでいるが、螺旋コイルのような他の種類のコイルを用いてもよい。螺旋コイルは底部磁極／リターン磁極のまわりを包むだろう。代替的実施例では、平面コイルは導波管と頂部磁極の間で位置決めされ得る。この例では、頂部磁極は書込み磁極として働き、底部磁極はリターン磁極として働く。
【００１４】
絶縁性材料６２はコイル巻回を分離する。一例においては、基板はＡｌＴｉＣであり得、コア層はＴａ２Ｏ５であり得、クラッド層（および他の絶縁層）はＡｌ２Ｏ３であり得る。絶縁性材料６３の最上層は頂部磁極上に形成することができる。
【００１５】
この例においては、頂部磁極３８は、第１の磁極片５２および第２の磁極片５８で構成される。しかしながら、頂部磁極は、単一の磁極片、または複数の層として形成されることもある。ヒートシンク６４は傾斜した磁極片５８に近接して位置決めされる。ヒートシンクはたとえばＡｕのような非磁性材料で構成することができる。
【００１６】
図２に示されるように、記録ヘッド３０は、書込み磁極５８が記憶媒体１６に書込み磁場Ｈを適用する場所近くにおいて磁気記憶媒体１６を加熱するための構造を含む。媒体１６は、基板６８、ヒートシンク層７０、磁性記録層７２および保護層７４を含む。コイル６０中の電流によって生成された磁界Ｈは、媒体の記録層においてビットの磁化の方向７６を制御するよう用いられる。
【００１７】
記憶媒体１６は、記録ヘッド３０に近接して、またはその下に位置決めされる。導波管４２は、例えば紫外線、赤外線または可視光線であってもよい電磁放射源７８からの光を伝える。電磁放射源は、例えば、レーザーダイオード、または導波管４２に光線８０を向けることに好適な他のレーザー光源であってもよい。光線８０を導波管４２に結合することで知られているさまざまな技術が用いられてもよい。例えば、光源７８は、光ファイバーと、光線８０を光ファイバーから導波管上の回折格子に向かって平行にするための外部光学素子との組合せで働いてもよい。代替的に、レーザーを導波管４２に取り付けてもよく、光線８６は、外部の光学的構成の必要なしに、導波管４２に直接結合されてもよい。一旦、光線８０が導波管４２に結合されると、光は、導波管４２を通って、記録ヘッド３０の空気軸受面（ＡＢＳ）近接して形成される導波管４２の切頭端部に向かって、伝搬する。媒体が矢印８２によって示されるように記録ヘッドに関して移動するにつれ、光は導波管の端部を出て、媒体の一部を加熱する。
【００１８】
ヒートシンクの形状化は、例えばそれがアパーチャとしても作用する磁極の近く以外のすべてのところでＡＢＳからヒートシンク材料を取除いて、格子の上から材料の取除くよう、またはそれが望ましくないかもしれないヘッドの任意の他の部分からそれを取除くよう、行うことも考えられる。ヒートシンクのパターン化は、標準のドライもしくはウェットエッチングを用いて、またはリフトオフ法を用いることによって、行うことも考えられる。
【００１９】
ヒートシンクは、図２，図３、図４において示されるそれとは異なるように形状化することもできる。例えば、ヒートシンクは方形状である必要はなく、それは、図２、図３および図４の例で示されるより空気軸受面からさらに離れて延在してもよい。他の例においては、ヒートシンクは、部分的または完全に書込み磁極の一部を囲むことができ、さらに、それは書込み磁極の表面に沿って延在してもよい。
【００２０】
ヒートシンク効率は、磁極に近接して高熱伝導率層を挿入してヒートシンクから熱を伝えるのを援助することにより、増加し得る。このヒートシンク延在は磁極に近接し得、それは、磁極の側面に離れて延在するか、または磁極のまわりを包むことさえできる。この延在はＡＢＳまでずっと延在することが考えられる。
【００２１】
ヒートシンク特性およびアパーチャ特性ならびに恐らく腐食およびラップ仕上中における汚れのような他の特性を最適化するよう、ヒートシンクは単一の膜であり得、または、それは多層もしくは合金であり得る。ある例示的な記録ヘッドでは、近接場変換器（ＮＦＴ）８４は、空気軸受面の近くにおいて、導波管に、またはそれに近接して位置決めされる。ヒートシンク材料は、それがＮＦＴの共鳴に干渉しないように選択されてもよい。例えば、Ａｕがアパーチャとして機能してもよいが、それは、それ自身の表面プラズモン（ＳＰ）の形成により、ＮＦＴに干渉するかもしれない。ある材料の層、例えばＣｒを、Ａｕの前に置いてもよく、または、Ａｕは、それが表面プラズモンを形成するのを防ぐよう、合金化されることも考えられる。
【００２２】
図２、図３および図４の例は、垂直磁気記録ヘッドおよび垂直磁気記憶媒体を示すが、この発明は、熱に補助される記録を使用することが望ましいかもしれない、他の種類の記録ヘッドおよび／または記憶媒体と共に用いられてもよいことが認識されるだろう。
【００２３】
図５は、図２において導波管４２の代りに用いられ得る導波管を示すスライダの後部の概略図である。図５は、固浸ミラー（ＳＩＭ）９２の上に向けられるレーザー光スポット９０を示し、ＳＩＭ９２は、ＳＩＭに光を結合するための格子９４および９６、ならびに書込み磁極９８をともなう。導波管コア１００は、矢印１０４および１０６によって表される光が焦点１０８に向かって反射されるように、コア材料の屈折率より大きい屈折率を有する材料の層１０２に位置決めされる。コア層の縁部１１０および１１２は放物線形状を有することができる。導波管に光を結合するために、円９０によって表される光のスポットは、格子９４および９６に当る。
【００２４】
図６は、この発明の別の局面に従って構築された別の記録ヘッドの一部の拡大断面図である。図６の例では、書込み磁極１２０は、空気軸受面１２４に向かって延在し、端部１２６が空気軸受面に近接して位置決めされる、傾斜した部分１２２を含む。導波管１２８は、コア層１３０、ならびにクラッド層１３２および１３４を含む。書込み磁極の構成は、書込み磁極の端部がコア−磁極間隔と呼ばれる距離１３６によってコア層から分離されるようになされる。ヒートシンク１３８は書込み磁極に近接して位置決めされる。図７は、図６の構造を含む記録ヘッドの空気軸受面の一部の平面図であり、さらに、基板１４０、ベースコート１４２、リターン磁極１４４、トップコート１４６、および導波管の側面１４８、１５０を示す。
【００２５】
別の局面では、この発明は、コア−磁極間隔によって導波管コアから分離されるスロートを有する書込み磁極を含む記録ヘッドを提供する。図８は、この発明のこの局面に従って構築された別の記録ヘッドの形成において用いられる中間構造体の一部の断面図である。この中間構造体は、記録ヘッドの空気軸受面の位置で点線にラップ仕上げされることになる。図８の例では、書込み磁極１６０は、空気軸受面１６４に向かって延在する、傾斜した部分１６２と、導波管コア層１７０から間隔を置かれコア層と実質的に平行な面に位置決めされる側部１６８を有するスロート部分１６６とを含む。スロート部分は、空気軸受面に近接して位置決めされる端部１７２を有する。導波管１７４は、コア層１７０、ならびにクラッド層１７６および１７８を含む。
【００２６】
モデル化は、光の２．６％が３０度の傾斜した磁極に吸収されることを示した。さらに、ＮＦＴが設計に組入れられる場合、モデル化は〜２０％低減が傾斜した磁極で見られると予測する。磁極からの磁場勾配と導波管によって形成された熱勾配とを整列させる場合、導波管コアと傾斜した磁極との間でＡＢＳでの間隔を制御することが望ましい。１つの例においては、約１５ｎｍの間隔が興味深く、なぜならば、この間隔は、加えるべき磁気勾配および熱勾配を得るために必要であるからである。
【００２７】
図８のヘッドを製作するための１つの方策は、間隔を制御するためにエッチングストップを用いる。１つの例において、頂部のクラッディングにおいて傾斜を形成するために用いられるエッチング技術でかなりの割合でエッチングをしない材料で、導波管コアの層を形成することが考えられる。いくつかの代替コア材料は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ、ＴｉＯ２またはダイヤモンド状炭素であってもよい。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層がコア層に置かれるだろう。
【００２８】
別の例においては、コアは、図９に示されるように、２つの材料１９０および１９２で形成され得、最上層はＴａ２Ｏ５＼ＬｉＮｂＯ３のようなエッチングストップとして働く。両方の材料が大きな屈折率（ｎ）を有する場合、光は２つの材料にわたって拡散されることになる。これを用いて、２つの材料の最良の特性、たとえば、エッチングストップ能力および高屈折率ｎ、またはエッチングストップおよびよりよい伝搬損失を組合せることが考えられる。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層１９４がコアに置かれるだろう。
【００２９】
別の例において、異なるクラッド材２００の薄層をコア層２０２の上に置くことが考えられ、そこにおいては、図１０に示されるように、このクラッド材はエッチングストップとして働く。この方策が用いられるのは、導波管コア材料として用いることができないように、エッチングストップ材料がコア層未満のｎを有する場合であろう。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディング２０４の薄層がコアに置かれるだろう。
【００３０】
別の例においては、頂部のクラッディングを異なる材料で形成し得、エッチング技術を変更することが考えられる。例えば、有機高分子、スピンオングラスまたはダイヤモンド状炭素のような酸素エッチングにおいてエッチングする材料で頂部のクラッディングを形成し得る。傾斜壁エッチングの後、コア−磁極間隔を設定するために、クラッディングの薄層が置かれるだろう。
【００３１】
図９および図１０の例は光学的に透明なエッチングストップを用い、したがって、それらを、導波管全体の上に置くことが考えられ、または、エッチングストップが必要な箇所にのみ（つまり将来のＡＢＳ位置の近くに）置くことが考えられる。
【００３２】
他の例においては、不透明なエッチングストップを用いることができる。図１１は、磁気エッチングストップ２１０がＡＢＳ位置の近くにのみ置かれ、コア−磁極間隔は磁気エッチングストップを置く前にスペーサー２１２の配置によって設定されるであろう例を示す。磁気エッチングストップを置き、次に、エッチング、リフトオフまたはめっきし得る。エッチングストップは磁極の一部になる。加えて、エッチングストップは異なる許容差を補償するために必要とされる量だけ、磁極の意図したブレークポイントを越えて延在し得る。
【００３３】
不透明なエッチングストップは代替的に非磁性であってもよく、磁極が置かれる前に取除かれてもよい。この場合、エッチングストップは、磁極が形成される前に、エッチング除去されるだろう。これは、エッチング技術の変更によってなされ得る。例えば、ウェットエッチングが用いられ得、なぜなら、それは、導波管上のエッチングストップに非常に選択的になり得るからである。エッチングストップが磁極ブレークポイントを越えて延在する箇所に非常に小さなボイドが形成されてもよく、または、ここに残るなんらかのエッチングストップがあってもよい。これは、エッチングストップをエッチング除去するために、および磁極が置かれる前にエッチングストップが頂部のクラッディングで埋め戻される場合に用いられるプロセスに依存することになる。
【００３４】
不透明な材料は、金属、誘電体、レジストまたは他の有機もしくは高分子材料であり得る。金属は選択的にエッチング除去することができる。溶剤を用いることができる有機材料についても同じことが言える。
【００３５】
別の局面では、この発明は、導波管の焦点の近くに光をさらに集光するために近接場変換器を含むＨＡＭＲヘッドに関する。ＨＡＭＲヘッドのための１つの可能な近接場変換器（ＮＦＴ）は図１２に示されるローリーポップ設計である。近接場変換器２３０は、ディスク部分２３２、およびディスクと空気軸受面２３６との間に延在するペグ２３４を含む。このＮＦＴは、図１３に示されるように、固浸ミラー（ＳＩＭ）の焦点の近くに、および磁気書込み磁極のすぐ近くに置くことができる。
【００３６】
ＮＦＴは相対的に熱的に分離され、共鳴している間、レーザーパワーの有意な部分を吸収する。光からのエネルギーがＮＦＴに吸収されるとともに、ＮＦＴの温度は上昇することになる。これはＮＦＴの融解に帰着するかもしれず、または、熱膨張がＮＦＴをヘッドから突出させるか、または、ヘッドの層が離層するかもしれない。したがって、ＮＦＴ冷却器を維持する手段を有することが望ましい。
【００３７】
ＮＦＴを冷却しておくための１つの解決策はＮＦＴ変換器を書込み磁極にヒートシンクすることである。この解決策はヒートシンクを介してＮＦＴを磁極に接続する。図１３は、ヒートシンク２３８が書込み磁極２４０とＮＦＴとの間に延在する記録ヘッドを示す。付加的なオプションのヒートシンク２４２を、書込み磁極に近接して設けることができる。ヒートシンク材料は、たとえば、Ａｕ、Ｃｕ、ＡｌまたはＡｇのような十分な熱導体であるべきである。
【００３８】
図１３は、図２、図３および図４のそれに類似する記録ヘッドの一部の拡大した断面図であるが、近接場変換器２３０が導波管の焦点の近くに位置決めされている。この例においては、近接場変換器はクラッド層４８に位置決めされる。ヒートシンク２３８は近接場変換器に近接して位置決めされる。この例では、ヒートシンクの端部２４４はＮＦＴのディスクと接触する。図１２における点線の円２４６は、ヒートシンクとＮＦＴのディスクとの間のコンタクトの領域を示す。１つの例においては、ヒートシンクは、ディスクの縁部から少なくとも５０ｎｍ間隔を置かれた領域でディスクと接触する。
【００３９】
ローリーポップＮＦＴの１つの例では、ディスクの直径は３００ｎｍであり、ペグの長さは１２．５ｎｍである。ヒートシンクはディスクの縁部の５０ｎｍ以内に来ることができず、位置合わせおよび直径寸法用の平均＋３σが各々２５ｎｍであると仮定される場合、１００ｎｍ直径のヒートシンクが可能であるはずである。
【００４０】
ヒートシンクは、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）またはＡｌＮのような、誘電体でもある十分な熱導体をＮＦＴと磁極との間に挿入することによっても達成し得る。これは、ヒートシンクがＮＦＴと同じ形状であることを可能にするかもしれず、それでいて、ＮＦＴが共鳴することを可能するかもしれない。ＤＬＣは非常に高い熱伝導率を有することができ、したがって、それは十分なヒートシンクを形成するだろう。
【００４１】
別の局面では、この発明は、書込み磁極およびリターン磁極がヘッドにおいて導波管を通して透過された光に不利に影響を与えないように、書込み磁極およびリターン磁極が構成される、熱に補助される磁気記録での使用のための記録ヘッドを提供する。ヘッドの磁気部分は、別々に、光学的部分の製作後に、製作することができる。磁気部分は導波管と交差する必要はなく、したがって導波管において光を遮断しない。さらに、ヘッドは、磁極層の数を制限するようなより単純な処理を用いて製作することができる。図１４は、この発明のこの局面に従って構築された記録ヘッド２６０の側面立面図である。図１５は、線１５−１５に沿って得られた図１４のヘッドの断面図である。図１６は、線１６−１６に沿って得られた図１４のヘッドの断面図である。
【００４２】
記録ヘッド２６０は、第１の磁極を書込み磁極２６２の形で含み、第２および第３の磁極をリターン磁極２６４および２６６の形で含む。リターン磁極２６４および２６６は、それぞれヨーク２６８および２７０を通って書込み磁極に磁気的に結合される。磁極およびヨークは、導波管を含む光集光器２７２の第１の側に対向して位置決めされる。導波管は、コア層２７４、ならびにコア層の両側のクラッド層２７６および２７８を含む。
【００４３】
渦巻コイル２８０は書込み磁極のまわりに位置決めされる。コイルに流れる電流は、書込み磁極において、近接した記憶媒体（図示せず）へのデータを書込むために用いることができる磁界を引起す。書込み磁極２６２は、導波管コア層から距離Ｄ１で間隔を置かれる第１の層２８２、および第１の層の端部２８６から空気軸受面２８８に向かう方向に延在する第２の層２８４を含み、第２の層の端部２９０が書込み磁極の第１の層より導波管に近いように、構成される。層２８４は層２８２とは異なる形状になり得、所望の磁場プロファイルに依っては、それはリターン磁極の端部までずっと延在しなくてもよい。図１６に示されるように、リターン磁極２６４および２６６は２つの層２９２、２９４および２９６、２９８を含むことができる。層２８２はオプションであり、その厚みおよび材料特性を最適化し得る。層２８４は固体材料であり得、または、それは傾斜したＭｓを有し得、Ｍｓは磁極の底部から頂部へと減少する。
【００４４】
許容できる処理の複雑さおよび性能に対するニーズによっては、リターン磁極形状、厚みおよび材料特性の多くの変形を用い得る。例えば、図１７に図示されるようにリターン磁極２９２’および２９６’上に薄い延在部’２９４および２９８’を形成し得、または図１８に図示されるようにリターン磁極２９２’および２９６’上に段差のある薄い延在部２９４”および２９８”を形成し得る。図１７および図１８は、図１６のそれに類似する位置で空気軸受面の近くでとられる他のヘッドの断面図である。リターン磁極延在部は、別のめっきステップを追加することにより、またはシードエッチング中にシード層をマスキングすることにより、形成することができる。
【００４５】
図１９は、より短い磁極幅を有する、図１４のヘッドの変形例の断面図である。図１９は、磁場プロファイルを形状化するために主磁極３０６の近くで形状化されてもよいリターン磁極３０２、３０４を有する記録ヘッド３００を示す。リターン磁極は先細になる端部３０８および３１０を含む。磁極の端部領域３１２は図１５に示される態様に類似する態様で光学的変換器のコア層に向かって傾斜されるだろう。
【００４６】
図２０は、主磁極を窪ませた、同様の設計を示す。図１９の記録ヘッド３２０は、磁場プロファイルを形状化するために主磁極３２６の近くで形状化されるリターン磁極３２２および３２４を含む。リターン磁極は先細になる端部３２８および３３０を含む。主磁極は空気軸受面３３２から窪ませられる。窪ませられた主磁極は、媒体において、熱のスポットが位置する、より一様な磁場を可能にする。磁極を窪ませることは光効率を改善し、近接場変換器またはリーダに関しての傾斜壁の配置のような処理制約のうちのいくつかを緩和することになる。磁極の端部領域３３４は図１５に示される態様に類似する態様で光学的変換器のコア層に向かって傾斜されるだろう。
【００４７】
図１９および図２０では、コイル３３６は螺旋コイルである。コイルは中央脚のまわりを包み得るが、さらに、処理を追加せずに、頂部脚または側部脚のまわりにコイル巻回があり得る。
【００４８】
図１４−図２０のヘッドは、水平のリターン磁極を有する単一層ＨＡＭＲライタの例を図示する。この設計は導波管を通って切り落とすフラックスリターンパスを有さず、処理をより容易にし、およびヘッドをより光学的に効率的にもし得る。
【００４９】
導波管材料は、ライタが構築される前に、すべて置くことができる。したがって、仮に、リーダがライタの後に構築されることになっていても、所望するなら、高温プロセスを導波管材料に用い得る。
【００５０】
この発明をいくつかの例の点から記載したが、特許請求の範囲に述べられるようなこの発明の範囲から逸脱せずに、開示された例にさまざまな変更を行うことができることが当業者には明らかであろう。上に記載された実現例および他の実現例は、特許請求の範囲の範囲内にある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、さらに、
前記第１の磁極の前記第２の部分に近接して位置決めされるヒートシンクを含む、装置。
【請求項２】
前記第１の磁極の前記第２の部分は前記ヒートシンクにおいてスロットに位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクは多層構造を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクはＡｕ合金を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、さらに、
前記導波管の焦点に近接して位置決めされる近接場変換器と、
前記近接場変換器と前記第１の磁極の前記第２の部分との間に位置決めされるヒートシンクとを含む、装置。
【請求項６】
前記近接場変換器は、ディスク、および前記ディスクと前記空気軸受面との間に位置決めされるペグを含み、前記ヒートシンクは前記ディスクと接触する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ヒートシンクと前記ディスクとの間のコンタクトの領域は、前記ディスクの縁部から間隔を置かれる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクは金属を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記ヒートシンクは熱的に伝導性の誘電材料を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、
前記第１の磁極の前記第２の部分は、前記コア層と実質的に平行に位置決めされる第１のセクションを含む、装置。
【請求項１１】
前記コア層と前記第１の磁極の前記第２の部分の前記第１のセクションとの間のエッチングストップ層をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記エッチングストップ層は透明である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記エッチングストップ層は前記第１の磁極の前記第２の部分の前記第１のセクションに隣接している、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記エッチングストップ層は磁性材を含み、前記第１の磁極の前記第２の部分の一部を形成する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
前記導波管の第１の側に近接して位置決めされる主磁極と、
前記主磁極の両側に位置決めされ、前記主磁極に磁気的に結合された第１および第２のリターン磁極とを含み、前記主磁極ならびに前記第１および第２のリターン磁極は前記導波管の前記第１の側に近接して位置決めされ、
前記主磁極ならびに前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分と、前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分とを含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化される、装置。
【請求項１６】
前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記空気軸受面に近接して前記主磁極に向かって延在する延在部を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記延在部の各々は段差のある断面領域を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記空気軸受面に近接して、先細になる端部を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記主磁極の端部は、前記空気軸受面から窪ませられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記主磁極のまわりのコイルをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、さらに、
前記第１の磁極の前記第２の部分に近接して位置決めされるヒートシンクを含む、装置。
【請求項２】
前記第１の磁極の前記第２の部分は前記ヒートシンクにおいてスロットに位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクは多層構造を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクはＡｕ合金を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、さらに、
前記導波管の焦点に近接して位置決めされる近接場変換器と、
前記近接場変換器と前記第１の磁極の前記第２の部分との間に位置決めされるヒートシンクとを含む、装置。
【請求項６】
前記近接場変換器は、ディスク、および前記ディスクと前記空気軸受面との間に位置決めされるペグを含み、前記ヒートシンクは前記ディスクと接触する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ヒートシンクと前記ディスクとの間のコンタクトの領域は、前記ディスクの縁部から間隔を置かれる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクは金属を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記ヒートシンクは熱的に伝導性の誘電材料を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
互いに磁気的に結合され、前記導波管の両側に位置決めされる第１および第２の磁極とを含み、前記第１の磁極は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分、および前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化され、
前記第１の磁極の前記第２の部分は、前記コア層と実質的に平行に位置決めされる第１のセクションを含む、装置。
【請求項１１】
前記コア層と前記第１の磁極の前記第２の部分の前記第１のセクションとの間のエッチングストップ層をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記エッチングストップ層は透明である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記エッチングストップ層は前記第１の磁極の前記第２の部分の前記第１のセクションに隣接している、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記エッチングストップ層は磁性材を含み、前記第１の磁極の前記第２の部分の一部を形成する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
コア層と、空気軸受面に近接する端部とを有する導波管と、
前記導波管の第１の側に近接して位置決めされる主磁極と、
前記主磁極の両側に位置決めされ、前記主磁極に磁気的に結合された第１および第２のリターン磁極とを含み、前記主磁極ならびに前記第１および第２のリターン磁極は前記導波管の前記第１の側に近接して位置決めされ、
前記主磁極ならびに前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記導波管から間隔を置かれた第１の部分と、前記第１の部分から前記空気軸受面に向かって延在する第２の部分とを含み、前記第２の部分は、前記第２の部分の端部が前記第１の部分より前記導波管の前記コア層に近いように、構造化される、装置。
【請求項１６】
前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記空気軸受面に近接して前記主磁極に向かって延在する延在部を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記延在部の各々は段差のある断面領域を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１および第２のリターン磁極の各々は、前記空気軸受面に近接して、先細になる端部を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記主磁極の端部は、前記空気軸受面から窪ませられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記主磁極のまわりのコイルをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公表番号】特表２０１２−５１８８６４（Ｐ２０１２−５１８８６４Ａ）
【公表日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５１０４８（Ｐ２０１１−５５１０４８）
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６１６１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９８７９４
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５００３７３７５８）シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６１６１８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９８７９４
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５００３７３７５８）シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Ｆターム（参考）】
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