熱アシスト光のモニタリングが可能な磁気記録ヘッド
【課題】スライダ基板の集積面に設けられ熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダと、光源ユニットとが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光源からの光出力の常時のモニタリングとその光出力のフィードバック調整を可能にするとともに、光検出部の受光部と光源の後発光中心とを近接させて光源の光出力をより高い効率でモニタリング可能にする。
【解決手段】光源ユニット２３は、スライダ２２と接着する接着面２３００と接着面２３００と隣り合う光源設置面２３０２とを有するユニット基板２３０と、光源設置面２３０２に設置され熱アシスト用の光を放射する光源４０と、ユニット基板２３０中に形成され、光源４０の後発光中心４００１から放射される光を受ける受光部５５０がユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置する光検出部５５とを備えている。
【解決手段】光源ユニット２３は、スライダ２２と接着する接着面２３００と接着面２３００と隣り合う光源設置面２３０２とを有するユニット基板２３０と、光源設置面２３０２に設置され熱アシスト用の光を放射する光源４０と、ユニット基板２３０中に形成され、光源４０の後発光中心４００１から放射される光を受ける受光部５５０がユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置する光検出部５５とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録に用いる光を放射する光源を備えた光源ユニットと、スライダとを接続して構成される熱アシスト磁気記録ヘッドに関する。また、このヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）に関し、さらにこのＨＧＡを備えた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの爆発的な普及に伴い、サーバ、情報端末等において、従来とは桁違いの大容量を有する多量のデータが保存され利用され始めており、この傾向は、今後も加速度的に高まることが予測されている。そのような状況下で、大容量ストレージとしての磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置に対する需要は、ますます拡大し、その高記録密度化への要請も、日を追ってエスカレートしている。
【０００３】
この磁気記録技術において、さらなる高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドが磁気記録媒体により微小な記録ビットを書き込むことが不可欠となる。現在、このより微小な記録ビットを安定して形成するために、媒体面に垂直な磁化成分を記録ビットとする垂直磁気記録技術が実用化され、さらに、磁化の熱安定性がより高い磁気記録媒体を使用可能とする熱アシスト磁気記録技術の開発が精力的に進められている。
【０００４】
この熱アシスト磁気記録技術においては、記録ビットを形成する磁化がより安定するように磁気異方性エネルギーＫＵの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、この磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱することによってこの部分の異方性磁界を低下させ、その直後に書き込み磁界を印加して書き込みを行う。実際には、磁気記録媒体に近接場光等の光を照射することによって磁気記録媒体を加熱する方法が一般的である。この方法においては、十分に高い強度の光を安定的に所望の位置に供給するために、高出力の光源を磁気ヘッド内の何処に且つどのように設置するかが重要なポイントとなる。
【０００５】
この光源の設置については、例えば、特許文献１は、レーザダイオードを含むレーザユニットをスライダの背面に搭載した構造を開示しており、特許文献２は、反射ミラーがレーザダイオード素子にモノリシックに集積された構造体をスライダの背面に搭載した構造を開示している。さらに、特許文献３は、半導体レーザと一体に形成されたスライダ構造を開示しており、非特許文献１は、ドライブ装置内に設けられたレーザユニットから発生する光を回折格子に照射する構成を開示している。
【０００６】
さらに、本願発明者等は、光源を備えた光源ユニットを、磁気ヘッド素子を備えたスライダの媒体対向面とは反対側の端面（背面）に接続して構成される、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを提案している。この「複合スライダ構造」は、例えば、特許文献４及び特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７５３８９７８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０５６０７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／２１３４３６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０４３３６０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０５２０７８号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Robert E. Rottmayer等 「Heat-Assisted Magnetic Recording」IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol.42, No. 10, 第2417-2421頁 2006年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、光源の設置に関して種々の形態が提案されているが、これらのレーザダイオードは、いずれも半導体で形成されたデバイスである。半導体デバイスの出力は、環境温度の変化に伴って変動する。特に、磁気ディスク装置の使用環境において想定される温度は、例えば−５〜６０℃であることから、磁気ヘッド内に搭載された光源の光出力の変動幅は、相当に大きく見積もられねばならない。さらに、周囲の素子の発熱や光源自身の発熱による光源の温度変化も相当に大きくなるので、光源の光出力の変動幅はさらに拡大する。従って、異なる温度環境下で、一定の強度の出力光を安定的に得るためには、この光源の光出力の変動をリアルタイムで検出し、光源の光出力を一定にする工夫が必要となる。
【００１０】
しかしながら、特に、熱アシスト用の光を伝播させる光学系と共に、この光をモニタリング（監視）する系を、熱アシスト用の磁気ヘッドの集積面に設置することは、集積面の面積の制約から困難である。実際、磁気ヘッド用のスライダ基板として現在フェムトスライダが主に用いられているが、この場合、集積面の面積は２３０μｍ（マイクロメートル）×７００μｍであり、非常に小さい。このような事情もあって、熱アシスト用の光源の光出力のモニタリングは、ほとんど工夫されてこなかったのが現状である。
【００１１】
さらに、磁気ヘッドが磁気記録媒体上で浮上した状態において、磁気ヘッドに設置されたモニタリング系が、磁気ヘッドの空気抵抗を増大させヘッド周辺の気流を乱すような事態も回避されねばならない。しかしながら、その回避策もほとんど考察されることはなかったのである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明による磁気記録ヘッドのスライダ基板の集積面、又はユニット基板の光源設置面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、本発明による光源ユニット及び磁気記録ヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とし、Ｘ軸方向をハイト方向とする。
【００１３】
本発明によれば、スライダ基板の集積面に設けられた熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダと、光源ユニットとが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドであって、この光源ユニットが、
スライダとの接続の際にスライダ基板に対向する接着面と、この接着面と隣り合う光源設置面とを有するユニット基板と、
光源設置面に設置されており、光学系に入射させる熱アシスト用の光を放射する光源と、
ユニット基板中に形成された、光源の出力を計測する光検出部であって、光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受ける受光部が、ユニット基板の光源設置面側に位置する光検出部と
を備えており、
発光中心から放射される光が光学系に入射するように、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面とユニット基板の接着面とが接着されている、熱アシスト磁気記録ヘッドが提供される。
【００１４】
この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光検出部は、ユニット基板の接着面側から見て、光源の奥側に位置することが好ましい。また、この光検出部は、ユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードであることが好ましく、ＰＩＮ型フォトダイオードであることがより好ましい。ここで、ＰＩＮ型フォトダイオードは、ｐ型半導体部と、ｎ型半導体部と、これらｐ型半導体部とｎ型半導体部との間に挟まれるように設けられた不純物濃度が非常に低いイントリンシック部とを備えている。このＰＩＮ型フォトダイオードにおいては、イントリンシック部の存在によって空乏層幅が広くなり、寄生容量が小さく抑えられる。その結果、ＰＩＮ型フォトダイオードは、ＰＮ接合ダイオードと比較して、より高感度でより高い応答速度を実現し得るのである。また、このように光検出部がユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードである場合、ユニット基板の光源設置面に、光検出部のｐ型半導体部に電気的に接続された電極と、光検出部のｎ型半導体部に電気的に接続された電極とが設けられていることが好ましい。
【００１５】
さらに、この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光源は、端面発光型のレーザダイオードであり、この光源のｐ型の電極がユニット基板の光源設置面に接着されていることが好ましい。また、この場合、ユニット基板の光源設置面に、光源のｐ型の電極と電気的に接続された電極が設けられていることが好ましい。さらにまた、ユニット基板の接着面に、スライダとの接続のための接着層が設けられていることも好ましい。
【００１６】
さらにまた、この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいては、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面上に、このスライダ基板とユニット基板との間を電気的に絶縁するための絶縁層が設けられていることが好ましい。また、この絶縁層が、光学系の受光端面を覆っており、光源からの光が光学系に入射する際の反射防止手段として機能することも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、さらにまた、サスペンションと、このサスペンションに取り付けられた、以上に述べた熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）であって、
スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面の一部がサスペンションに接着されており、このサスペンションが開口を備えていて、光源ユニットが、この開口を通してサスペンションのスライダとは反対側に出ているＨＧＡが提供される。
【００１８】
この本発明によるＨＧＡにおいて、サスペンションの１つの面に、光源ユニットの光源及び光検出部用の配線部材が設けられており、さらに、サスペンションのその他の面に、スライダの書き込みヘッド素子用の配線部材が設けられていることも好ましい。
【００１９】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも１つの磁気記録媒体と、光検出部からのモニタ出力を用いて光源の発光動作を制御し、さらにこの少なくとも１つの磁気記録媒体に対して熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための制御回路とを備えている磁気記録装置が提供される。
【００２０】
さらに、本発明によれば、スライダ基板の集積面に設けられて熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダに、熱アシスト用の光を放射する光源とその光源が設置される光源接地面を備えたユニット基板とを有する光源ユニットが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源の位置合わせ方法として、ユニット基板中の光源設置面側に形成されており光源の出力を計測する光検出部の受光部が、光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受けるように位置するように、光源を光源設置面上に設置し、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面が、ユニット基板の光源設置面と隣り合う接着面と対向し、光源の発光中心から放射される光が光学系に入射するように、光源ユニットをスライダに対して位置決めする方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドは、光源からの光出力の常時のモニタリングを可能とする光検出部を備えている。その結果、熱アシスト用の光を放射する光源の光出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、光源の光出力の環境による変化及び経時変化に対応して光出力を制御し、磁気記録媒体に照射される熱アシスト用の光の強度を安定させることができる。その結果、磁気記録媒体の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。これにより、良好な熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【００２２】
さらに、この光検出部は、ユニット基板中に形成されており、受光部が、光源の後発光中心から放射される光を受け得るように、ユニット基板の光源設置面側に位置している。従って、後発光中心と受光部とを十分に近接させることができるので、光源の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。さらに、光源ユニットにおいてはモニタリング系がユニット基板に内包されているので、光源ユニット全体の凹凸が少なくなっている。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッドが磁気記録媒体上で浮上した状態において、ヘッドの空気抵抗が増大しヘッド周辺の気流を大きく乱す事態が回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、スライダのヘッド素子部、光源ユニットのレーザダイオード、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図３】導波路、表面プラズモン発生素子及び主磁極の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４ａ】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットのフォトダイオード部、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図４ｂ】本発明による光源ユニットのフォトダイオード部の他の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明による光源ユニットにおける光源設置面上に設けられた電極デザインの一実施形態を示す概略図である。
【図６】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７】本発明によるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）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８】本発明によるＨＧＡの一実施形態における、フレクシャと熱アシスト磁気記録ヘッドとの接続を概略的に示す斜視図である。
【図９】図６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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【００２６】
図１によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、光源としてのレーザダイオード４０及び光検出部としてのフォトダイオード部５５を備えた光源ユニット２３と、光学系３１を備えたスライダ２２とが、位置を合わせられ接続されることによって構成されている。
【００２７】
ここで、スライダ２２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）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００に垂直であってＡＢＳ２２００と隣り合う集積面２２０２上に形成された、光学系３１を含むヘッド素子部２２１とを備えている。一方、光源ユニット２３は、接着面２３００を有するユニット基板２３０と、接着面２３００に垂直であって接着面２３００と隣り合う光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０と、ユニット基板２３０中に形成された、レーザダイオード４０の光出力を計測、監視（モニタリング）するフォトダイオード部５５とを備えている。
【００２８】
また、これらスライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。
【００２９】
（光源ユニット）
同じく図１に示された光源ユニット２３において、レーザダイオード４０は、端面発光型の半導体レーザダイオードであってよい。このレーザダイオード４０は、熱アシスト用のレーザ光を放射する発光中心４０００と、この発光中心４０００の反対側に位置する後発光中心４００１とを有しており、発光中心４０００がスポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０と対向するように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設けられている。
【００３０】
一方、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の一部を加工して形成された、ユニット基板２３０中に存在する半導体フォトダイオード構造部分であり、ユニット基板２３０の接着面２３００側から見て、レーザダイオード４０の奥側（＋Ｘ側）に位置している。このフォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置していて本実施形態において光源設置面２３０２に面した受光部５５０を備えている。この受光部５５０は、レーザダイオード４０の後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受け得る位置に設けられている。また、ｐ電極５５１が、このフォトダイオード部５５のｐ型半導体部に電気的に接続されている。さらに、後に詳しく述べるように、レーザダイオード４０は、後発光中心４００１により近いｐ電極層４０ｉ（図２）を底にして（光源設置面２３０２に向けて）ユニット基板２３０に接着されており、後発光中心４００１は、レーザダイオード４０がその逆向きに接着された場合に比べて、受光部５５０（光源設置面２３０２）により近い位置となっている。
【００３１】
以上に述べた構成により、フォトダイオード部５５は、後発光中心４００１から放射されるレーザ光（モニタ光）を受光部５５０にて確実に受け取ることができる。このように、フォトダイオード部５５を用いてこのモニタ光の出力を検出することによって、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射される熱アシスト用のレーザ光の出力をリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。この際、レーザダイオード４０の後発光中心４００１とフォトダイオード部５５の受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となるのである。
【００３２】
なお、フォトダイオード部５５は、調整すべき発光中心４０００からのレーザ光の前出力ではなく、反対側の後発光中心４００１からのレーザ光の後出力を検出する。しかしながら、通常、端面発光型のレーザダイオード４０の後出力の強度と前出力の強度とは比例関係にあり、その強度比は、ダイオード内の構成のデザインによって、例えば２〜２５％の範囲内の所定値に設定されている。従って、後発光中心４００１からの後出力を検出することによって、発光中心４０００からの前出力をモニタリングすることが可能となるのである。
【００３３】
さらに、このフォトダイオード部５５を用いたモニタリングによって、後に図９を用いて詳述するように、熱アシスト用光源としてのレーザダイオード４０の前出力をフィードバック調整することが可能となる。すなわち、このフォトダイオード部５５からのモニタ出力を用いることによって、レーザダイオード４０から放射された熱アシスト用レーザ光の出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、レーザダイオード４０の光出力の環境による変化及び経時変化に対応してこの光出力を調整し、磁気ディスク１０（図６）に照射される熱アシスト用の近接場光６２（図３）の強度を安定させることができるので、磁気ディスク１０の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。
【００３４】
同じく図１によれば、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に、フォトダイオード部５５のｐ型半導体部に接続されたｐ電極５５１に電気的に接続された第１の引き出し電極４１２と、フォトダイオード部５５のｎ型半導体部に電気的に接続された第２の引き出し電極４１３とが設けられている。第１の引き出し電極４１２は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料から形成されており光源設置面２３０２上に設けられた絶縁層５６によって、ユニット基板２３０から電気的に絶縁されている。一方、第２の引き出し電極４１３の一部は、絶縁層５６を貫通してユニット基板２３０内のｎ型半導体部に電気的に接続されている。さらに、同じく、光源ユニット２３の光源設置面２３０２上に設けられた絶縁層５６上に、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉ（図２）と電気的に接続される光源引き出し電極４１０が設けられている。ここで、光源引き出し電極４１０は、光源電極部４１００と引き出し部４１０１とからなり、レーザダイオード４０は、光源電極部４１００上に半田等を用いて接着される。さらにまた、レーザダイオード４０の上面をなすｎ電極層４０ａ（図２）上に同電極と電気的に接続された光源端子電極４１１が設けられている。
【００３５】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、引き出し部４１０１（光源引き出し電極層４１０）、並びに光源端子電極４１１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）のフレクシャ２０１（図７）に設けられた配線部材の接続パッドに、ワイヤボンディング、ソルダー・ボール・ボンディング（ＳＢＢ）等の方法によって電気的に接続される。なお、これらの電極デザインは、後に図５を用いて詳細に説明される。また、光源設置面２３０２上において他の形態の電極デザインも当然に可能となる。
【００３６】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、基板の一部を加工して半導体フォトダイオード構造を形成し、この基板の中にフォトダイオード部５５を設けることができるように、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料で形成されていることが好ましい。これらの半導体材料でユニット基板２３０が形成されている場合、後に詳述するように、光源ユニット２３とスライダ２２とを半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等の光を照射して半田層５８を溶融させることが可能となる。
【００３７】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、スライダ基板２２０よりも一回り小さい大きさを有する。ただし、ユニット基板２３０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＵＮは、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＬＡよりも大きくなっており、光源電極部４１００上にレーザダイオード４０を設置しても、第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに引き出し部４１０１が、光源設置面２３０２上で露出して設けられるようになっている。さらに、ユニット基板２３０の（Ｘ軸方向の）厚みＴＵＮは、光源電極部４１００の奥側（＋Ｘ側）にフォトダイオード部５５を設けることができるように、レーザダイオード４０の（Ｘ軸方向の）長さＬＬＡよりも十分に大きくなっている。例えば、スライダ基板２２０にフェムトスライダを用いた場合、ユニット基板２３０として、（Ｘ軸方向の）厚みＴＵＮが４５０μｍであり、トラック幅方向の幅ＷＵＮが５００μｍであって、（Ｚ軸方向の）長さＬＵＮが３００μｍであるサイズのものを用いることができる。
【００３８】
（スライダ）
同じく図１に示されたスライダ２２において、集積面２２０２上に形成されたヘッド素子部２２１は、磁気ディスク１０（図６）からデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスク１０にデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成される磁気ヘッド素子３２と、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されたレーザ光を受け、このレーザ光のスポットサイズを変換（小さく）した上でこのレーザ光を導波路３５に導くスポットサイズ変換素子４３と、スポットサイズが変換されたレーザ光を媒体対向面であるヘッド端面２２１０まで又はその近傍まで導く導波路３５と、導波路３５を伝播するレーザ光と結合して熱アシスト用の近接場光を発生させる表面プラズモン発生素子３６と、磁気ヘッド素子３２、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５及び表面プラズモン発生素子３６を覆うように集積面２２０２上に形成された保護層３８とを含む。ここで、スポットサイズ変換素子４３と、導波路３５と、表面プラズモン発生素子３６とが、ヘッド２１（ヘッド素子部２２１）内における近接場光生成用の光学系３１を構成する。なお、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、その周囲を保護層３８で被覆されており、光の伝搬においてコアとしての機能を果たす。一方、周囲を被覆する保護層３８部分は、クラッドとしての機能を果たす。
【００３９】
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び表面プラズモン発生素子３６の一端は、媒体対向面であるヘッド端面２２１０に達している。ここで、このヘッド端面２２１０とＡＢＳ２２００とが、熱アシスト磁気記録ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が回転する磁気ディスク１０の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、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４それぞれの一端が、磁気ディスク１０の磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０からスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、表面プラズモン発生素子３６で近接場光６２（図３）に変換される。この近接場光６２が磁気記録層の書き込みを行う部分に照射され、この磁気記録層の部分を加熱する。この加熱によって、同部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下し、この低下した部分に電磁変換素子３４によって書き込み磁界が印加されることによって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００４０】
同じく図１によれば、スポットサイズ変換素子４３は、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光を、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＳＣを有する受光端面４３０で受け取り、できるだけ低損失でしかもシングルモードのまま、より小さなスポット径のレーザ光に変換した上で、導波路３５の受光端面３５２に導く光学素子である。ここで、シングルモードとは、スポットサイズ変換素子４３を伝播するレーザ光のビーム断面が円形又は楕円形であって、その断面内での光強度分布が単峰性の分布、特にガウス分布で表されるモードをいう。シングルモードのレーザ光は、スポットサイズ変換素子４３を伝播することによってより小さなスポット径のレーザ光に変換された場合でも、安定して所望の強度を維持する。スポットサイズ変換素子４３は、本実施形態において、受光端面４３０から入射したレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから徐々に狭くなっている下部伝播層４３１と、この下部伝播層４３１上に積層されており、同じくレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから下部伝播層４３１と比べてより急激に小さくなっている上部伝播層４３２とを備えている。受光端面４３０から入射したレーザ光は、このような積層構造を伝播するにつれてそのスポットサイズを小さく変換させられて、導波路３５の受光端面３５２に至る。
【００４１】
なお、スポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０位置での幅ＷＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０位置での（Ｚ軸方向の）厚さＴＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０は、レーザダイオード４０の発光中心４０００を含む端面に対して所定の鋭角、例えば４°程度傾いていてもよい。これにより、受光端面４３０において反射したレーザ光が発光中心４０００に戻ってしまう戻り光をより防止し易くなる。さらに、スポットサイズ変換素子４３は、周囲を被覆する保護層３８の構成材料の屈折率ｎＯＣよりも高い屈折率を有する材料から構成されており、後述する導波路３５を構成する誘電材料と同一の材料で形成されることができる。この場合、これらスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、一体に形成されていてもよい。
【００４２】
また、導波路３５は、本実施形態において、スポットサイズ変換素子４３から放射されるレーザ光を受ける受光端面３５２から、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで、集積面２２０２に平行に伸長している。ここで、端面３５０はヘッド端面２２１０の一部となっていてもよく、またはヘッド端面２２１０から所定の距離だけ後退していてもよい。また、導波路３５の一側面の端面３５０近傍部分は、表面プラズモン発生素子３６と対向している。受光端面３５２から入射し導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）は、この表面プラズモン発生素子３６と対向する部分に至り、同素子３６と表面プラズモンモードで結合可能となる。
【００４３】
さらに、同じく図１によれば、スライダ２２の保護層３８の上面上に、磁気ヘッド素子３２用である一対の端子電極３７０及び一対の端子電極３７１が設けられている。これら端子電極３７０及び３７１も、ＨＧＡのフレクシャ２０１（図７）に設けられた配線部材の接続パッドに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続される。
【００４４】
また、スライダ基板２２０は、例えば、（Ｘ軸方向の）厚みＴＳＬが２３０μｍであり、トラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＳＬが７００μｍであり、（Ｚ軸方向の）長さＬＳＬが８５０μｍである、いわゆるフェムトスライダとすることができる。フェムトスライダは、高記録密度に対応可能な薄膜磁気ヘッドの基板として一般的に使用されており、現在使用されているスライダの中で最も小さいサイズの規格を有する。なお、スライダ基板２２０は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）、ＳｉＯ２等のセラミック材料で形成可能である。
【００４５】
（熱アシスト磁気記録ヘッド）
以上に説明したように、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを接続した構成になっている。従って、スライダ２２及び光源ユニット２３を、それぞれ個別に製造した上で組み合わせることによって、ヘッド２１を製造することができる。その結果、例えば、前もって光源ユニット２３の特性評価を行って、良品のみをヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造工程でのヘッド２１自体の製造歩留まりが、光源ユニット２３の不良品率によって深刻な影響を受ける事態が回避される。ここで、光源ユニット２３の特性評価に大きく影響する事項として、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５の各々の動作特性だけではなく、レーザダイオード４０とフォトダイオード５５部との位置関係も挙げられる。このように、製造歩留まりに大きな影響を及ぼし得る事項を製造工程の上流でチェックし、光源ユニット２３を選別することによって、ヘッド２１自体の製造歩留まりの低下を回避することができる。なお、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０内に作り込まれるため、個別のフォトダイオードチップをユニット基板２３０に搭載する必要がない。従って、フォトダイオード部５５を設ける際の機械的なストレスが回避される。
【００４６】
また、光源ユニット２３は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の背面２２０１に接着されるので、常に、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５をＡＢＳ２２００から遠ざけた位置に設置することが可能となる。その結果、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５に対して動作中に機械的な衝撃が直接及ぶ事態を回避することができる。さらに、スライダ２２においてＡＢＳ２２００と集積面２２０２とが垂直であるので、従来の薄膜磁気ヘッド製造工程と親和性が良い。また、熱アシスト磁気記録ヘッド２１内に、光ピックアップレンズ等の非常に高い精度を要する光学部品、さらには光ファイバ等の接続に特別な構造を要する光学部品を設ける必要がないので、製造工数を低減することができ、低コスト化が可能となるのである。
【００４７】
さらにまた、光源ユニット２３においてモニタリング系がユニット基板２３０に内包されているので、ユニット基板２３０にフォトダイオードチップを搭載した場合に比べて光源ユニット全体の凹凸が少ない。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が磁気ディスク１０上で浮上した状態において、ヘッド２１の空気抵抗が増大しヘッド２１周辺の気流が大きく乱される事態が回避可能となる。
【００４８】
図２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、スライダ２２のヘッド素子部２２１、光源ユニット２３のレーザダイオード４０、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【００４９】
（レーザダイオード）
図２によれば、レーザダイオード４０は端面発光型である。このレーザダイオード４０として、例えば、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系等の、通信用、光学系ディスクストレージ用又は材料分析用等として通常用いられているものが使用可能である。また、放射されるレーザ光の波長λＬは、例えば３７５ｎｍ〜１.７μｍの範囲内の値に設定可能である。この図２に示したレーザダイオード４０は、上面にあたる光源端子電極４１１側から、ｎ電極層４０ａと、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂと、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｃと、第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｄと、多重量子井戸（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）等からなる活性層４０ｅと、第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｆと、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｇと、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極層４０ｉとが順次積層された構造を有する。さらに、このレーザダイオード４０の多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するための反射層５１０及び５１１が形成されている。ここで、反射層５１０の活性層４０ｅの位置に発光中心４０００が存在し、反射層５１１の活性層４０ｅの位置に後発光中心４００１が存在する。
【００５０】
なお当然に、レーザダイオード４０の構成は以上に述べたものに限定されるものではない。しかしながら、いずれにしてもレーザダイオード４０の設置においては、ｐ電極層４０ｉを底面として光源引き出し電極４１０の光源電極部４１００に接着させることが好ましい。一般に、端面発光型のレーザダイオードでは、活性層４０ｅ（発光中心４０００、後発光中心４００１）は、積層方向（Ｚ軸方向）において、ｎ電極層４０ａよりもｐ電極層４０ｉにより近い位置にある。従って、ｐ電極層４０ｉを底面とすることによって、後発光中心４００１と光源設置面２３０２との（Ｚ軸方向での）距離を、より小さい値に設定することができる。これにより、光源設置面２３０２とほぼ同一面内にあるフォトダイオード部５５の受光部５５０に、後発光中心４００１を中心として放射されたレーザ光（モニタ光）を十分に入射させ得るように、受光部５５０の位置を設計することが容易となる。
【００５１】
その結果、このような受光部５５０を備えたフォトダイオード部５５を用いてこのモニタ光の出力を検出することによって、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射される熱アシスト用のレーザ光の出力をリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。さらに、レーザダイオード４０の後発光中心４００１と受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からの出力を高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。なお、動作時の発熱量が最も多い活性層４０ｅにより近いｐ電極層４０ｉを底面としてレーザダイオード４０を設置することによって、ユニット基板２３０を光源のヒートシンクとしてより有効に機能させることもできるのである。
【００５２】
同じく図２によれば、光源引き出し電極４１０及び光源端子電極４１１を介して、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉ及びｎ電極層４０ａ間に所定の電圧を印加すると、レーザダイオード４０が発振し、発光中心４０００及び後発光中心４００１からレーザ光が放射されるのである。このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。磁気ディスク装置は、通常、例えば２〜５Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。実際、レーザダイオード４０の消費電力が例えば百ｍＷ前後であっても、この磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。なお、レーザダイオード４０の幅ＷＬＡ（図１）は、例えば１５０〜２５０μｍであってもよい。また、レーザダイオード４０の長さＬＬＡは、反射層５１０及び５１１間の距離である共振器長に概ね相当するものであるが、例えば３００μｍである。この長さＬＬＡは、十分な出力を得るために３００μｍ以上であることが好ましい。また、レーザダイオード４０の高さＴＬＡは、例えば６０〜２００μｍであってもよい。
【００５３】
同じく図２において、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉとユニット基板２３０の光源電極部４１００（光源引き出し電極４１０）との接着は、例えば鉛フリー半田の１つであるＡｕＳｎ合金等による半田付けによって実施可能である。さらに、スライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。ここで、ユニット基板２３０がＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料で形成されている場合、光源ユニット２３とスライダ２２とを半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を照射して半田層５８を溶融させることが可能となる。
【００５４】
実際、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光は、１０６４ｎｍ（ナノメートル）の波長を有しているが、Ｓｉ（透過率：６７％）、ＧａＡｓ（透過率：６６％）等の半導体材料で形成されたユニット基板２３０を、透過率５０％以上で透過する。従って、半田層５８を間に挟んだ光源ユニット２３及びスライダ２２に対し、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を光源ユニット２３を介して半田層５８に照射して半田層５８を溶融させ、光源ユニット２３とスライダ２２とを接着することができるのである。
【００５５】
また、半田層５８は、ユニット基板２３０を透過したレーザ光によって溶融され固化された材料で形成されていることが好ましい。半田層５８は、融点が４００℃未満である、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｌ（アルミニウム）及びＭｇ（マグネシウム）からなる群から選択された１つの元素を含む合金で形成されていることが好ましい。この半田層５８の厚さは、例えば０.０５〜５.０μｍ（マイクロメートル）程度とすることができる。
【００５６】
（光源ユニットとスライダとの絶縁手段）
同じく図２に示すように、スライダ基板２２０の背面２２０１上及びヘッド素子部２２１の端面２２１１上に、スライダ基板２２０とユニット基板２３０との間を電気的に絶縁するための絶縁膜５７が設けられていることが好ましい。これにより、ユニット基板２３０とスライダ基板２２０との間の電気的な絶縁が確保される。ここで、スライダ基板２２０は、通常、グラウンドに接地されている。一方、ユニット基板２３０本体は、当然にフォトダイオード部５５のｎ型半導体部と同電位となるが、このｎ型半導体部（に電気的に接続された第２の引き出し電極４１３）は、通常グラウンドに接地して使用され得ない。従って、この場合、スライダ基板２２０とユニット基板２３０との絶縁は不可欠となる。
【００５７】
また、この絶縁膜５７は、ヘッド素子部２２１内の光学系３１（スポットサイズ変換素子４３）の受光端面４３０を覆っていてもよく、レーザダイオード４０からのレーザ光が光学系３１に入射する際の反射防止手段として機能することも好ましい。これにより、受光端面４３０からの戻り光によるレーザダイオード４０の発振障害が回避される。なお、絶縁層５７は、例えば、ＴａＯＸ及びＳｉＯＸといった互いに異なる屈折率を有する２種の誘電膜を、各膜厚をレーザ光の波長に基づいて制御しながら交互に積層させて形成した多層膜とすることができる。
【００５８】
（ヘッド素子部）
同じく図２によれば、ヘッド素子部２２１は、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び光学系３１を備えている。
【００５９】
このうち、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１を挟む位置に配置されており軟磁性材料から形成された下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含み、集積面２２０２上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる下地層３８０上に形成されている。ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）積層体とすることができる。なお、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ−ＧＭＲ積層体又はＴＭＲ積層体である場合、上下部シールド層３３４及び３３０は、磁気シールドとしてだけではなく電極としての役割も果たす。
【００６０】
また、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、上部ヨーク層３４０と、主磁極３４００と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、下部ヨーク層３４５と、下部シールド３４５０とを備えている。
【００６１】
上部ヨーク層３４０は、コイル絶縁層３４４を覆うように形成されており、主磁極３４００は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８５上に形成されている。これら上部ヨーク層３４０及び主磁極３４００は、互いに磁気的に接続されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク１０（図６）の磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路となっている。このうち、主磁極３４００は、ヘッド端面２２１０に達しておりトラック幅方向の小さな幅ＷＰ（図３）を有する第１の主磁極部３４００ａと、この第１の主磁極部３４００ａ上であって第１の主磁極部３４００ａの後方（＋Ｘ側）に位置している第２の主磁極部３４００ｂとを有している。第１の主磁極部３４００ａのヘッド端面２２１０上における端面３４００ｅ（図３）の形状は、例えば、長方形、正方形又は台形である。ここで、上述した幅ＷＰは、この主磁極３４００の端面３４００ｅにおけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の辺の長さであり、書き込み磁界のトラック幅方向（Ｙ軸方向）における分布の幅を規定する。幅ＷＰは、例えば０.０５〜０.５μｍ程度とすることができる。主磁極３４００は、上部ヨーク層３４０よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されていることが好ましく、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金材料である、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の軟磁性材料から形成される。第１の主磁極部３４００ａの厚さは、例えば、０.１〜０.８μｍである。
【００６２】
書き込みコイル層３４３は、絶縁層３８５上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも下部ヨーク層３４５と上部ヨーク層３４０との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えばＣｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、例えば加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層３４３と上部ヨーク層３４０との間を電気的に絶縁している。書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上でもよく、又はヘリカルコイルでもよい。さらに、巻き数も図２での数に限定されるものではなく、例えば、２〜７ターンに設定され得る。
【００６３】
なお、バックコンタクト部３４０２には、Ｘ軸方向に伸長した貫通孔が設けられており、この貫通孔の中を、導波路３５及び導波路３５を被覆する絶縁層が通り抜けている。この貫通孔内においては、バックコンタクト部３４０２の内壁と導波路３５とが所定の距離、例えば少なくとも１μｍ離隔している。これにより、バックコンタクト部３４０２による導波路光の吸収が防止される。
【００６４】
下部ヨーク層３４５は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８３上に形成されており、磁気ディスク１０の磁気記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束を導く導磁路としての役割を果たす。下部ヨーク層３４５は軟磁性材料から形成されており、その厚さは、例えば、０.５〜５μｍ程度である。また、下部シールド３４５０は、下部ヨーク層３４５と磁気的に接続されていてヘッド端面２２１０に達した導磁路の一部である。下部シールド３４５０は、表面プラズモン発生素子３６を介して主磁極３４００と対向しており、主磁極３４００から発して広がった磁束を取り込む役割を果たす。この下部シールド３４５０は、主磁極３４００よりも格段に大きなトラック幅方向の幅を有している。このような下部シールド３４５０を設けることによって、下部シールド３４５０の端部と第１の主磁極部３４００ａとの間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートが低減可能となる。なお、下部シールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成されることが好ましい。
【００６５】
同じく図２によれば、光学系３１は、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５、及び表面プラズモン発生素子３６を備えている。
【００６６】
このうちのスポットサイズ変換素子４３によってスポットサイズを変換（小さく）されたレーザ光５３ａは、導波路３５の受光端面３５２に入射し導波路３５中を伝播する。導波路３５は、受光端面３５２から、バックコンタクト部３４０２に設けられたＸ軸方向の貫通孔の中を通って、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで伸長している。さらに、表面プラズモン発生素子３６は、導波路３５を伝播してきたレーザ光（導波路光）を近接場光に変換する近接場光発生素子である。導波路３５のヘッド端面２２１０側の部分及び表面プラズモン発生素子３６は、下部シールド３４５０（下部ヨーク層３４５）と主磁極３４００（上部ヨーク層３４０）との間に設けられている。また、導波路３５のヘッド端面２２１０側の上面（側面）の一部と表面プラズモン発生素子３６の（伝播エッジ３６０（図３）を含む）下面の一部とは、所定の間隔をもって対向しており、これら一部に挟まれた部分は、導波路３５の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部５０となっている。緩衝部５０は、導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）を、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合させる役割を果たす。以上に述べた導波路３５、緩衝部５０及び表面プラズモン発生素子３６については、後に図３を用いて詳細に説明を行う。
【００６７】
さらに、同じく図２に示すように、ＭＲ素子３３と電磁変換素子３４（下部ヨーク層３４５）との間に、絶縁層３８２及び３８３に挟まれた素子間シールド層３９が設けられていることも好ましい。この素子間シールド層３９は、軟磁性材料で形成されることができ、電磁変換素子３４より発生する磁界からＭＲ素子３３をシールドする役割を果たす。なお、以上に述べた絶縁層３８１、３８２、３８３、３８４、３８５及び３８６が、保護層３８を構成することになる。
【００６８】
図３は、導波路３５、表面プラズモン発生素子３６及び主磁極３４００の構成を概略的に示す斜視図である。同図においては、書き込み磁界及び近接場光が磁気記録媒体に向かって放射される位置を含むヘッド端面２２１０が、左側に位置している。
【００６９】
図３によれば、近接場光発生用のレーザ光（導波路光）５３ｂを端面３５０に向かって伝播させるための導波路３５と、導波路光５３ｂによって励起される表面プラズモンが伝播するエッジである伝播エッジ３６０を備えた表面プラズモン発生素子３６とが設けられている。表面プラズモン発生素子３６は、さらに、励起された表面プラズモンが行き着く先である、ヘッド端面２２１０に達した近接場光発生端面３６ａを備えている。伝播エッジ３６０は、この近接場光発生端面３６ａまで伸長している。また、導波路３５の側面３５４の一部分と、表面プラズモン発生素子３６の伝播エッジ３６０を含む下面３６２の一部との間に挟まれた部分が、緩衝部５０となっている。すなわち、伝播エッジ３６０は、緩衝部５０に覆われている。この緩衝部５０は、導波路光５３ｂを表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合させる役割を果たす。また、伝播エッジ３６０は、導波路光５３ｂによって励起される表面プラズモンを近接場光発生端面３６ａまで伝播させる役割を果たす。ここで、導波路３５の側面とは、導波路３５を取り囲む端面のうち、ヘッド端面２２１０側の端面３５０及びその反対側の受光端面３５２以外の端面を指すものとする。この側面は、コアに相当する導波路３５において伝播する導波路光５３ｂが全反射し得る面となる。なお、本実施形態において、一部が緩衝部５０に接面した導波路３５の側面３５４は、導波路３５の上面となっている。また、緩衝部５０は、保護層３８（図２）の一部であってもよいし、保護層３８とは別に設けられた新たな層であってもよい。
【００７０】
より具体的に、緩衝部５０の近傍まで進行した導波路光５３ｂは、屈折率ｎＷＧを有する導波路３５と、屈折率ｎＢＦを有する緩衝部５０と、金属材料からなる表面プラズモン発生素子３６との光学的構成と結びついて、表面プラズモン発生素子３６の伝播エッジ３６０に表面プラズモンモードを誘起する。すなわち、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合する。この表面プラズモンモードの誘起は、緩衝部５０の屈折率ｎＢＦを導波路３５の屈折率ｎＷＧよりも小さく（ｎＢＦ＜ｎＷＧ）設定することによって可能となる。実際には、コアである導波路３５と緩衝部５０との光学的な界面条件から、緩衝部５０内にエバネッセント光が励起される。次いで、このエバネッセント光と、表面プラズモン発生素子３６の金属表面（伝播エッジ３６０）に励起される電荷のゆらぎとが結合する形で表面プラズモンモードが誘起され、表面プラズモン６０が励起される。ここで、伝播エッジ３６０は、表面プラズモン発生素子３６の傾斜した下面３６２において導波路３５に最も近い位置にあり、また角部であって電場が集中しやすいので、表面プラズモン６０が励起されやすい。また、伝播エッジ３６０の角は、表面プラズモン６０が伝播エッジ３６０から離脱して光利用効率が低下する現象を防止するために丸められていることが好ましい。
【００７１】
なお、図１〜３に示されるような光源及び光学系において、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光は、電場の振動方向がＺ軸方向であるＴＭモードの偏光を有することが好ましい。この場合、導波路光５３ｂも電場の振動方向がＺ軸方向、すなわち導波路３５の積層面に垂直な方向である直線偏光を有することになる。このような偏光状態を設定することによって、導波路３５を伝播する導波路光５３ｂが、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合可能となる。
【００７２】
同じく図３によれば、表面プラズモン発生素子３６は、本実施形態において、ヘッド端面２２１０の近傍で近接場光発生端面３６ａに向かってハイト方向（Ｚ軸方向）に先細となる形状となっている。また、表面プラズモン発生素子３６は、本実施形態において、三角形状のＹＺ面による断面を有しており、特に近接場光発生端面３６ａは、本実施形態において、伝播エッジ３６０の端をリーディング側（−Ｚ側）の頂点とする二等辺三角形の形状を有する。ここで、伝播エッジ３６０を伝播する表面プラズモン６０は、伝播エッジ３６０の行き着く先である頂点３６０ａを有する近接場光発生端面３６ａに至る。その結果、この近接場光発生端面３６ａに表面プラズモン６０、すなわち電場が集中する。これにより、近接場光発生端面３６ａから近接場光６２が発生する。この近接場光６２が磁気ディスク１０（図６）の磁気記録層に向けて照射され、磁気ディスク１０の表面に達し、磁気ディスク１０の磁気記録層部分を加熱する。これにより、その部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下する。その直後、この部分に、主磁極３４００から発生する書き込み磁界６３を印加して書き込みを行う。以上、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７３】
また、導波路３５の側面、すなわち上面３５４、下面３５３、及びトラック幅方向（Ｙ軸方向）の両側面３５１は、緩衝部５０と接面した部分を除いて、保護層３８（図３）、すなわち絶縁層３８４及び３８５（図５）と接面している。ここで、導波路３５がコアとして働く一方、保護層３８がクラッドとしての機能を果たすように、導波路３５は、保護層３８の構成材料の屈折率ｎＯＣよりも高い屈折率ｎＷＧを有する、例えばスパッタリング法等を用いて形成された材料から構成されている。例えば、レーザ光の波長λＬが６００ｎｍであって、保護層３８が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路３５は、ＳｉＯＸＮＹ（ｎ＝１.７〜１.８５）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）等から形成されていてもよい。また、本実施形態において、導波路３５のＹＺ面による断面は長方形又は台形である。ここで、この導波路３５のヘッド端面２２１０側の端面３５０の近傍部分におけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＷＧは、例えば０.３〜０.７μｍ程度とすることができ、導波路３５の（Ｚ軸方向の）厚さＴＷＧは、例えば０.３〜０.７μｍ程度とすることができる。
【００７４】
さらに、緩衝部５０は、導波路３５の屈折率ｎＷＧよりも低い屈折率ｎＢＦを有する誘電材料で形成されている。例えば、レーザ光の波長λＬが６００ｎｍであって、導波路３５が、例えばＴａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）から形成されている場合、緩衝部５０は、ＳｉＯ２（ｎ＝１.４６）又はＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。また、導波路３５の側面３５４と伝播エッジ３６０とに挟まれた部分である緩衝部５０の（Ｘ軸方向の）長さＬＢＦは、０．５〜５μｍであることが好ましく、レーザ光５３ｂの波長よりも大きいことが好ましい。また、緩衝部５０の（Ｚ軸方向の）厚さＴＢＦは、１０〜２００ｎｍであることが好ましい。
【００７５】
さらにまた、表面プラズモン発生素子３６は、金属等の導電材料、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｃｕ若しくはＡｌ、又はこれら元素のうちの複数の合金、特にＡｇを主成分とする合金から形成されていることが好ましい。また、表面プラズモン発生素子３６の上面３６１におけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＮＦは、レーザ光５３ｂの波長よりも十分に小さく、例えば約１０〜１００ｎｍとすることができ、（Ｚ軸方向の）厚さＴＮＦ１も、レーザ光５３ｂの波長よりも十分に小さく、例えば約１０〜１００ｎｍとすることができ、（Ｘ軸方向の）長さ（高さ）ＨＮＦは、例えば約０.８〜６.０μｍとすることができる。
【００７６】
なお、ヘッド素子部２２１に設けられた熱アシスト用の光を発生させるための光学系は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、別の形状、構造を有するプラズモン発生素子若しくは近接場光発生素子を用いた光学系、又は金属片からなるプラズモン・アンテナを導波路端に配した光学系を用いることも可能である。
【００７７】
図４ａは、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、光源ユニット２３のフォトダイオード部５５、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。また、図４ｂは、光源ユニット２３のフォトダイオード部５５の他の実施形態を概略的に示す断面図である。
【００７８】
図４ａに示すように、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の一部を加工して形成された、ユニット基板２３０中に存在する半導体フォトダイオード構造部分であり、ユニット基板２３０の接着面２３００側から見て、レーザダイオード４０の奥側（＋Ｘ側）に位置している。
【００７９】
フォトダイオード部５５は、本実施形態においてＰＩＮ型フォトダイオード構造を有していて、ｐ型半導体部５５ａと、不純物濃度が高いｎ型半導体部５５ｄと、ｐ型半導体部５５ａとｎ型半導体部５５ｄとの間に挟まれるように設けられた不純物濃度が非常に低いイントリンシック部５５ｃとを備えている。ｐ型半導体部５５ａは、光源設置面２３０２近くに設けられていて、ｐ型半導体部５５ａの上面が光源設置面２３０２と同一面内にあり、受光部５５０をなす。このｐ型半導体部５５ａには、ｐ電極５５１が電気的に接続されている。また、ｎ型半導体部５５ｄの端部も、光源設置面２３０２に達している。このｎ型半導体部５５ｄには、第２の引き出し電極４１３が電気的に接続されている。なお、変更態様として、フォトダイオード部５５は、ｐ型半導体部とｎ型半導体部とのＰＮ接合を含むＰＮ接合ダイオード構造を有するものであってもよい。
【００８０】
しかしながら、本実施形態のＰＩＮ型フォトダイオード構造においては、イントリンシック部５５ｃの存在によって空乏層幅が広くなり、寄生容量が小さく抑えられる。その結果、このＰＩＮ型フォトダイオード構造は、ＰＮ接合ダイオード構造よりも、高感度でより高い応答速度を実現し得るのである。図４ａにおいて、フォトダイオード部５５に逆バイアスを印加、すなわち、例えばｐ電極５５１をグラウンドに接地した上で第２の引き出し電極４１３にプラス電圧を印加すると、イントリンシック部５５ｃの存在によって広い領域の空乏層５５ｂが発生する。ここで、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からのレーザ光（モニタ光）が受光部５５０を介して、この空乏層５５ｂが生じているフォトダイオード部５５内に入ると、光電効果が生じて、その光量に応じた電子及び正孔の対が発生する。このうち電子はｎ型半導体部５５ｄに、正孔はｐ型半導体部５５ａに流入する。その結果、電極５５１及び４１３の間に、入光量に応じた光起電力が生じる。この光起電力を測定するか、又は電極５５１及び４１３の間に負荷を接続し、流れる電流を測定するかによって、フォトダイオード部５５からのモニタ出力を得ることができる。
【００８１】
フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０にフォトダイオードチップを埋め込んで形成することも可能であるが、シリコンウエハにフォトリソグラフィ法及びイオン注入法等を用いてフォトダイオード構造を形成する従来の技術を応用して、ユニット基板２３０の一部を加工して形成されることが好ましい。この形成方法では、チップの埋め込みに比べて、形成部材点数が減少し、より低コストであって、さらに搭載時の機械的ストレスの問題からも解放される。ここで、フォトダイオード部５５の（Ｘ軸方向の）長さＬＰＨは、例えば５０〜１５０μｍ程度とし、（Ｚ軸方向の）深さＤＰＨは、例えば例えば５〜５０μｍ程度とし、（Ｙ軸方向の）幅ＷＰＨ（図１）は、例えば５０〜１５０μｍ程度とすることができる。
【００８２】
なお、図４ｂに示すように、ユニット基板２３０′としてｎ＋型のＳｉ又はＧａＡｓ基板を用い、この基板にイントリンシック部５５ｃ′及びｐ型半導体部５５ａ′を形成して、ユニット基板２３０全体をフォトダイオード部５５とすることもできる。
【００８３】
図４ａに戻って、フォトダイオード部５５がレーザダイオード４０からのモニタ光を確実に効率良く検出するために、レーザダイオード４０の後発光中心４００１と受光部５５０の受光部中心５５００との相対的な位置関係が適切に決められている。ここで、後発光中心４００１から放射されるレーザ光の広がり角（放射角）θＰＨは、例えば５〜２２°（度）程度であるが、この放射角を有する放射レーザ光の円錐内に、少なくとも受光部中心５５００が収まることが好ましい。このような位置関係を実現するために、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２と後発光中心４００１との（Ｚ軸方向での）距離ＤＲＥを、例えば８μｍとし、後発光中心４００１と受光部中心５５００との（Ｘ軸方向での）距離ＤＬＰを、例えば４５μｍとすることができる。
【００８４】
図５は、光源ユニット２３における光源設置面２３０２上に設けられた電極デザインの一実施形態を示す概略図である。
【００８５】
図５によれば、光源設置面２３０２上に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料から形成された絶縁層５６が設けられており、この絶縁層５６上に、フォトダイオード部５５用の２つの電極としての第１の引き出し電極４１２及び第２の引き出し電極４１３と、レーザダイオード４０用の１つの電極としての光源引きだし電極４１０とが設けられている。ここで、第１の引きだし電極４１２は、フォトダイオード部５５のｐ電極５５１と電気的に接続されており、第２の引き出し電極４１３の一部は、絶縁層５６を貫通してフォトダイオード部５５のｎ型半導体部５５ｄと電気的に接続されている。また、光源引きだし電極４１０は、光源電極部４１００及び引き出し部４１０１からなる。さらに、レーザダイオード４０（のｎ電極層４０ａ）上に、レーザダイオード４０用の他の電極としての光源端子電極４１１が設けられている。
【００８６】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに光源引き出し電極４１０は、例えば厚さ１０ｎｍ程度のＴａ、Ｔｉ等からなる下地層と、この下地層上に形成された例えば厚さ１〜５μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらの元素の少なくとも１つを含む合金等の導電材料からなる導電層とから構成されることができる。また、これらの引き出し電極は、例えばＡｕＳｎ合金等の半田材料を、蒸着法等を用いて光源設置面２３０２上の絶縁層５６上に積層することによって形成することも可能である。さらに、光源端子電極４１１は、レーザダイオード４０のｎ電極層４０ａ（図２）上に形成された、例えば厚さ１〜５μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらの元素の少なくとも１つを含む合金等の導電層とすることができる。
【００８７】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに引き出し部４１０１及び光源端子電極４１１は、いずれも接着面２３００の近傍まで伸張した又は近傍に位置するパターンとなっている。これにより、後に図８を用いて説明するようにヘッド２１とフレクシャ２０１とを接合してＨＧＡを構成する際、これらの電極とフレクシャ２０１の配線部材の接続パッドとの電気的な接続が容易となるのである。
【００８８】
図６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。
【００８９】
図６に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッド２１を備えたＨＧＡ１７と、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、ヘッド２１に備えられたフォトダイオード部５５からのモニタ出力を用いて、レーザダイオード４０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１３とを備えている。
【００９０】
磁気ディスク１０は、本実施形態において、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を含んでいる。アセンブリキャリッジ装置１２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、磁気ディスク１０の磁気記録層に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びヘッド２１は、単数であってもよい。
【００９１】
図７は、本発明によるＨＧＡ１７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。同図においては、ＨＧＡ１７の磁気ディスク１０表面に対向する側が上になって表示されている。
【００９２】
図７によれば、ＨＧＡ１７において、サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１の磁気ディスク１０に対向する面上に設けられた配線部材２０３０と、フレクシャ２０１の磁気ディスク１０とは反対側の面上に設けられた配線部材２０３１とを備えている。配線部材２０３０及び２０３１の各々は、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を備えている。熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。
【００９３】
このフレクシャ２０１には、開口２０１０が設けられており、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、その一部である光源ユニット２３がこの開口２０１０を通してフレクシャ２０１の反対側に出るように接着されている。また、配線部材２０３０の一端（接続パッド）は、スライダ２２の端子電極３７０及び３７１にワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。さらに、配線部材２０３１の一端（接続パッド）は、光源ユニット２３の第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、引き出し部４１０１（光源引き出し電極層４１０）、並びに光源端子電極４１１に同じくワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これらの電気的接続に関しては、次に図８を用いて説明する。なお、サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。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チップが装着されていてもよい。
【００９４】
図８は、本発明によるＨＧＡ１７の一実施形態における、フレクシャ２０１と熱アシスト磁気記録ヘッド２１との接続を概略的に示す斜視図である。同図においては、ヘッド２１の磁気ディスク１０表面に対向するＡＢＳ２２００が下側になって表示されている。
【００９５】
図８によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の背面２２０１とフレクシャ２０１とが、開口２０１０を通して光源ユニット２３がフレクシャ２０１の反対側に突き出るように、接着されている。フレクシャ２０１は、ステンレス鋼等で形成された基板２０１ａと、ポリイミド等で形成されており基板２０１ａを被覆する被覆層２０１ｂ及び２０１ｃとを備えている。また、被覆層２０１ｂ上に、Ｃｕ等の導電材料から形成された配線部材２０３０が設けられており、さらに被覆層２０１ｃ上に、同じくＣｕ等の導電材料から形成された配線部材２０３１が設けられている。
【００９６】
配線部材２０３０の接続パッド２０３０ａ〜２０３０ｄは、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４用の端子電極３７０及び３７１に、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、配線部材２０３０を介して、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４を動作させることができる。また、配線部材２０３１の接続パッド２０３１ａ〜２０３１ｄは、レーザダイオード４０用の引き出し部４１０１及び光源端子電極４１１とフォトダイオード部５５用の第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３とに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、配線部材２０３１を介して、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５を動作させることができる。
【００９７】
図９は、図６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。
【００９８】
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、レーザダイオード４０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、レーザダイオード４０の制御回路をそれぞれ示している。
【００９９】
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書き込みコイル層３４３に書き込み電流を流し、主磁極３４００から発生する書き込み磁界により磁気ディスク１０上に書き込みを行う。また、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。
【０１００】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及びレーザ光出力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レーザダイオード４０に印加される。これによりレーザダイオード４０が発光し、発光中心４０００から放射されたレーザ光が、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を伝播して、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合する。これにより、表面プラズモン発生素子３６の端から近接場光が発生し、磁気ディスク１０の磁気記録層に照射され、磁気記録層を加熱する。
【０１０１】
この際の動作電流値は、レーザ光出力制御信号が指示する強度のレーザ光を、レーザダイオード４０が発光中心４０００から放射するような値に制御される。具体的には、フォトダイオード部５５が、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からの出力を計測、監視し、モニタ出力（計測値）をレーザ制御回路９９に送信する。レーザ制御回路９９は、この計測値を用いてフィードバック調整を行い、レーザ光出力制御信号が指示する強度のレーザ光をレーザダイオード４０が発光中心４０００から放射するように、レーザダイオード４０に印加する動作電流を調整する。
【０１０２】
このフィードバック調整に際しては、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光の強度と、後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受けたフォトダイオード部５５からのモニタ出力との関係を予め決定しておく。通常、端面発光型のレーザダイオード４０の後発光中心４００１からの光出力と発光中心４０００からの光出力との強度比は、ダイオード内の構成のデザインによって、例えば２〜２５％の範囲内の所定値に設定されている。従って、後発光中心４００１からの光出力の強度とフォトダイオード部５５のモニタ出力との関係が分かれば、発光中心４０００からの光出力の強度とフォトダイオード部５５からのモニタ出力との関係を得ることができるのである。
【０１０３】
また、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、温度検出器９８によって測定された磁気ディスクの磁気記録層の温度等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、レーザ光出力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磁気記録層の温度上昇分との関係、及び磁気記録層の異方性磁界（保磁力）の温度依存性についてのデータも含んでいてもよい。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信号及びレーザ光出力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レーザダイオード４０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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
以上述べたように、本発明による光源ユニット２３は、レーザダイオード４０からの光出力の常時のモニタリングを可能とするフォトダイオード部５５を備えている。その結果、熱アシスト用の光を放射するレーザダイオード４０の光出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、レーザダイオード４０の光出力の環境による変化及び経時変化に対応して光出力を制御し、磁気記録媒体に照射される熱アシスト用の光の強度を安定させることができる。その結果、磁気記録媒体の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。これにより、良好な熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【０１０６】
さらに、このフォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０中に形成されており、受光部５５０が、レーザダイオード４０の後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受け得るように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置している。従って、後発光中心４００１と受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。さらに、光源ユニット２３においてはモニタリング系がユニット基板２３０に内包されているので、光源ユニット２３全体の凹凸が少なくなっている。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が磁気ディスク１０上で浮上した状態において、ヘッド２１の空気抵抗が増大しヘッド２１周辺の気流を大きく乱す事態が回避可能となる。
【０１０７】
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。
【符号の説明】
【０１０８】
１０ 磁気ディスク
１７ ＨＧＡ
２０ サスペンション
２１ 熱アシスト磁気記録ヘッド
２２ スライダ
２３ 光源ユニット
３１ 光学系
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ素子
３４ 電磁変換素子
３５ 導波路
３６ 表面プラズモン発生素子
３６ａ 近接場光発生端面
４０ レーザダイオード
５３ｂ レーザ光（導波路光）
５５ フォトダイオード部
６０ 表面プラズモン
６２ 近接場光
９０ 制御ＬＳＩ
２２０ スライダ基板
２２１ ヘッド素子部
２３０，２３０′ ユニット基板
３３２ ＭＲ積層体
５５０ 受光部
２２００ 浮上面（ＡＢＳ）
２３００ 接着面
２３０２ 光源設置面
４０００ 発光中心
４００１ 後発光中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録に用いる光を放射する光源を備えた光源ユニットと、スライダとを接続して構成される熱アシスト磁気記録ヘッドに関する。また、このヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）に関し、さらにこのＨＧＡを備えた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの爆発的な普及に伴い、サーバ、情報端末等において、従来とは桁違いの大容量を有する多量のデータが保存され利用され始めており、この傾向は、今後も加速度的に高まることが予測されている。そのような状況下で、大容量ストレージとしての磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置に対する需要は、ますます拡大し、その高記録密度化への要請も、日を追ってエスカレートしている。
【０００３】
この磁気記録技術において、さらなる高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドが磁気記録媒体により微小な記録ビットを書き込むことが不可欠となる。現在、このより微小な記録ビットを安定して形成するために、媒体面に垂直な磁化成分を記録ビットとする垂直磁気記録技術が実用化され、さらに、磁化の熱安定性がより高い磁気記録媒体を使用可能とする熱アシスト磁気記録技術の開発が精力的に進められている。
【０００４】
この熱アシスト磁気記録技術においては、記録ビットを形成する磁化がより安定するように磁気異方性エネルギーＫＵの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、この磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱することによってこの部分の異方性磁界を低下させ、その直後に書き込み磁界を印加して書き込みを行う。実際には、磁気記録媒体に近接場光等の光を照射することによって磁気記録媒体を加熱する方法が一般的である。この方法においては、十分に高い強度の光を安定的に所望の位置に供給するために、高出力の光源を磁気ヘッド内の何処に且つどのように設置するかが重要なポイントとなる。
【０００５】
この光源の設置については、例えば、特許文献１は、レーザダイオードを含むレーザユニットをスライダの背面に搭載した構造を開示しており、特許文献２は、反射ミラーがレーザダイオード素子にモノリシックに集積された構造体をスライダの背面に搭載した構造を開示している。さらに、特許文献３は、半導体レーザと一体に形成されたスライダ構造を開示しており、非特許文献１は、ドライブ装置内に設けられたレーザユニットから発生する光を回折格子に照射する構成を開示している。
【０００６】
さらに、本願発明者等は、光源を備えた光源ユニットを、磁気ヘッド素子を備えたスライダの媒体対向面とは反対側の端面（背面）に接続して構成される、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを提案している。この「複合スライダ構造」は、例えば、特許文献４及び特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７５３８９７８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０５６０７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／２１３４３６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０４３３６０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０５２０７８号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Robert E. Rottmayer等 「Heat-Assisted Magnetic Recording」IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol.42, No. 10, 第2417-2421頁 2006年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、光源の設置に関して種々の形態が提案されているが、これらのレーザダイオードは、いずれも半導体で形成されたデバイスである。半導体デバイスの出力は、環境温度の変化に伴って変動する。特に、磁気ディスク装置の使用環境において想定される温度は、例えば−５〜６０℃であることから、磁気ヘッド内に搭載された光源の光出力の変動幅は、相当に大きく見積もられねばならない。さらに、周囲の素子の発熱や光源自身の発熱による光源の温度変化も相当に大きくなるので、光源の光出力の変動幅はさらに拡大する。従って、異なる温度環境下で、一定の強度の出力光を安定的に得るためには、この光源の光出力の変動をリアルタイムで検出し、光源の光出力を一定にする工夫が必要となる。
【００１０】
しかしながら、特に、熱アシスト用の光を伝播させる光学系と共に、この光をモニタリング（監視）する系を、熱アシスト用の磁気ヘッドの集積面に設置することは、集積面の面積の制約から困難である。実際、磁気ヘッド用のスライダ基板として現在フェムトスライダが主に用いられているが、この場合、集積面の面積は２３０μｍ（マイクロメートル）×７００μｍであり、非常に小さい。このような事情もあって、熱アシスト用の光源の光出力のモニタリングは、ほとんど工夫されてこなかったのが現状である。
【００１１】
さらに、磁気ヘッドが磁気記録媒体上で浮上した状態において、磁気ヘッドに設置されたモニタリング系が、磁気ヘッドの空気抵抗を増大させヘッド周辺の気流を乱すような事態も回避されねばならない。しかしながら、その回避策もほとんど考察されることはなかったのである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明による磁気記録ヘッドのスライダ基板の集積面、又はユニット基板の光源設置面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、本発明による光源ユニット及び磁気記録ヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とし、Ｘ軸方向をハイト方向とする。
【００１３】
本発明によれば、スライダ基板の集積面に設けられた熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダと、光源ユニットとが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドであって、この光源ユニットが、
スライダとの接続の際にスライダ基板に対向する接着面と、この接着面と隣り合う光源設置面とを有するユニット基板と、
光源設置面に設置されており、光学系に入射させる熱アシスト用の光を放射する光源と、
ユニット基板中に形成された、光源の出力を計測する光検出部であって、光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受ける受光部が、ユニット基板の光源設置面側に位置する光検出部と
を備えており、
発光中心から放射される光が光学系に入射するように、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面とユニット基板の接着面とが接着されている、熱アシスト磁気記録ヘッドが提供される。
【００１４】
この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光検出部は、ユニット基板の接着面側から見て、光源の奥側に位置することが好ましい。また、この光検出部は、ユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードであることが好ましく、ＰＩＮ型フォトダイオードであることがより好ましい。ここで、ＰＩＮ型フォトダイオードは、ｐ型半導体部と、ｎ型半導体部と、これらｐ型半導体部とｎ型半導体部との間に挟まれるように設けられた不純物濃度が非常に低いイントリンシック部とを備えている。このＰＩＮ型フォトダイオードにおいては、イントリンシック部の存在によって空乏層幅が広くなり、寄生容量が小さく抑えられる。その結果、ＰＩＮ型フォトダイオードは、ＰＮ接合ダイオードと比較して、より高感度でより高い応答速度を実現し得るのである。また、このように光検出部がユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードである場合、ユニット基板の光源設置面に、光検出部のｐ型半導体部に電気的に接続された電極と、光検出部のｎ型半導体部に電気的に接続された電極とが設けられていることが好ましい。
【００１５】
さらに、この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光源は、端面発光型のレーザダイオードであり、この光源のｐ型の電極がユニット基板の光源設置面に接着されていることが好ましい。また、この場合、ユニット基板の光源設置面に、光源のｐ型の電極と電気的に接続された電極が設けられていることが好ましい。さらにまた、ユニット基板の接着面に、スライダとの接続のための接着層が設けられていることも好ましい。
【００１６】
さらにまた、この本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおいては、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面上に、このスライダ基板とユニット基板との間を電気的に絶縁するための絶縁層が設けられていることが好ましい。また、この絶縁層が、光学系の受光端面を覆っており、光源からの光が光学系に入射する際の反射防止手段として機能することも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、さらにまた、サスペンションと、このサスペンションに取り付けられた、以上に述べた熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）であって、
スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面の一部がサスペンションに接着されており、このサスペンションが開口を備えていて、光源ユニットが、この開口を通してサスペンションのスライダとは反対側に出ているＨＧＡが提供される。
【００１８】
この本発明によるＨＧＡにおいて、サスペンションの１つの面に、光源ユニットの光源及び光検出部用の配線部材が設けられており、さらに、サスペンションのその他の面に、スライダの書き込みヘッド素子用の配線部材が設けられていることも好ましい。
【００１９】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも１つの磁気記録媒体と、光検出部からのモニタ出力を用いて光源の発光動作を制御し、さらにこの少なくとも１つの磁気記録媒体に対して熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための制御回路とを備えている磁気記録装置が提供される。
【００２０】
さらに、本発明によれば、スライダ基板の集積面に設けられて熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダに、熱アシスト用の光を放射する光源とその光源が設置される光源接地面を備えたユニット基板とを有する光源ユニットが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源の位置合わせ方法として、ユニット基板中の光源設置面側に形成されており光源の出力を計測する光検出部の受光部が、光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受けるように位置するように、光源を光源設置面上に設置し、スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面が、ユニット基板の光源設置面と隣り合う接着面と対向し、光源の発光中心から放射される光が光学系に入射するように、光源ユニットをスライダに対して位置決めする方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドは、光源からの光出力の常時のモニタリングを可能とする光検出部を備えている。その結果、熱アシスト用の光を放射する光源の光出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、光源の光出力の環境による変化及び経時変化に対応して光出力を制御し、磁気記録媒体に照射される熱アシスト用の光の強度を安定させることができる。その結果、磁気記録媒体の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。これにより、良好な熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【００２２】
さらに、この光検出部は、ユニット基板中に形成されており、受光部が、光源の後発光中心から放射される光を受け得るように、ユニット基板の光源設置面側に位置している。従って、後発光中心と受光部とを十分に近接させることができるので、光源の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。さらに、光源ユニットにおいてはモニタリング系がユニット基板に内包されているので、光源ユニット全体の凹凸が少なくなっている。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッドが磁気記録媒体上で浮上した状態において、ヘッドの空気抵抗が増大しヘッド周辺の気流を大きく乱す事態が回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、スライダのヘッド素子部、光源ユニットのレーザダイオード、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図３】導波路、表面プラズモン発生素子及び主磁極の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４ａ】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源ユニットのフォトダイオード部、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図４ｂ】本発明による光源ユニットのフォトダイオード部の他の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明による光源ユニットにおける光源設置面上に設けられた電極デザインの一実施形態を示す概略図である。
【図６】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７】本発明によるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）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８】本発明によるＨＧＡの一実施形態における、フレクシャと熱アシスト磁気記録ヘッドとの接続を概略的に示す斜視図である。
【図９】図６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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【００２６】
図１によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、光源としてのレーザダイオード４０及び光検出部としてのフォトダイオード部５５を備えた光源ユニット２３と、光学系３１を備えたスライダ２２とが、位置を合わせられ接続されることによって構成されている。
【００２７】
ここで、スライダ２２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）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００に垂直であってＡＢＳ２２００と隣り合う集積面２２０２上に形成された、光学系３１を含むヘッド素子部２２１とを備えている。一方、光源ユニット２３は、接着面２３００を有するユニット基板２３０と、接着面２３００に垂直であって接着面２３００と隣り合う光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０と、ユニット基板２３０中に形成された、レーザダイオード４０の光出力を計測、監視（モニタリング）するフォトダイオード部５５とを備えている。
【００２８】
また、これらスライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。
【００２９】
（光源ユニット）
同じく図１に示された光源ユニット２３において、レーザダイオード４０は、端面発光型の半導体レーザダイオードであってよい。このレーザダイオード４０は、熱アシスト用のレーザ光を放射する発光中心４０００と、この発光中心４０００の反対側に位置する後発光中心４００１とを有しており、発光中心４０００がスポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０と対向するように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設けられている。
【００３０】
一方、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の一部を加工して形成された、ユニット基板２３０中に存在する半導体フォトダイオード構造部分であり、ユニット基板２３０の接着面２３００側から見て、レーザダイオード４０の奥側（＋Ｘ側）に位置している。このフォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置していて本実施形態において光源設置面２３０２に面した受光部５５０を備えている。この受光部５５０は、レーザダイオード４０の後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受け得る位置に設けられている。また、ｐ電極５５１が、このフォトダイオード部５５のｐ型半導体部に電気的に接続されている。さらに、後に詳しく述べるように、レーザダイオード４０は、後発光中心４００１により近いｐ電極層４０ｉ（図２）を底にして（光源設置面２３０２に向けて）ユニット基板２３０に接着されており、後発光中心４００１は、レーザダイオード４０がその逆向きに接着された場合に比べて、受光部５５０（光源設置面２３０２）により近い位置となっている。
【００３１】
以上に述べた構成により、フォトダイオード部５５は、後発光中心４００１から放射されるレーザ光（モニタ光）を受光部５５０にて確実に受け取ることができる。このように、フォトダイオード部５５を用いてこのモニタ光の出力を検出することによって、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射される熱アシスト用のレーザ光の出力をリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。この際、レーザダイオード４０の後発光中心４００１とフォトダイオード部５５の受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となるのである。
【００３２】
なお、フォトダイオード部５５は、調整すべき発光中心４０００からのレーザ光の前出力ではなく、反対側の後発光中心４００１からのレーザ光の後出力を検出する。しかしながら、通常、端面発光型のレーザダイオード４０の後出力の強度と前出力の強度とは比例関係にあり、その強度比は、ダイオード内の構成のデザインによって、例えば２〜２５％の範囲内の所定値に設定されている。従って、後発光中心４００１からの後出力を検出することによって、発光中心４０００からの前出力をモニタリングすることが可能となるのである。
【００３３】
さらに、このフォトダイオード部５５を用いたモニタリングによって、後に図９を用いて詳述するように、熱アシスト用光源としてのレーザダイオード４０の前出力をフィードバック調整することが可能となる。すなわち、このフォトダイオード部５５からのモニタ出力を用いることによって、レーザダイオード４０から放射された熱アシスト用レーザ光の出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、レーザダイオード４０の光出力の環境による変化及び経時変化に対応してこの光出力を調整し、磁気ディスク１０（図６）に照射される熱アシスト用の近接場光６２（図３）の強度を安定させることができるので、磁気ディスク１０の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。
【００３４】
同じく図１によれば、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に、フォトダイオード部５５のｐ型半導体部に接続されたｐ電極５５１に電気的に接続された第１の引き出し電極４１２と、フォトダイオード部５５のｎ型半導体部に電気的に接続された第２の引き出し電極４１３とが設けられている。第１の引き出し電極４１２は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料から形成されており光源設置面２３０２上に設けられた絶縁層５６によって、ユニット基板２３０から電気的に絶縁されている。一方、第２の引き出し電極４１３の一部は、絶縁層５６を貫通してユニット基板２３０内のｎ型半導体部に電気的に接続されている。さらに、同じく、光源ユニット２３の光源設置面２３０２上に設けられた絶縁層５６上に、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉ（図２）と電気的に接続される光源引き出し電極４１０が設けられている。ここで、光源引き出し電極４１０は、光源電極部４１００と引き出し部４１０１とからなり、レーザダイオード４０は、光源電極部４１００上に半田等を用いて接着される。さらにまた、レーザダイオード４０の上面をなすｎ電極層４０ａ（図２）上に同電極と電気的に接続された光源端子電極４１１が設けられている。
【００３５】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、引き出し部４１０１（光源引き出し電極層４１０）、並びに光源端子電極４１１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）のフレクシャ２０１（図７）に設けられた配線部材の接続パッドに、ワイヤボンディング、ソルダー・ボール・ボンディング（ＳＢＢ）等の方法によって電気的に接続される。なお、これらの電極デザインは、後に図５を用いて詳細に説明される。また、光源設置面２３０２上において他の形態の電極デザインも当然に可能となる。
【００３６】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、基板の一部を加工して半導体フォトダイオード構造を形成し、この基板の中にフォトダイオード部５５を設けることができるように、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料で形成されていることが好ましい。これらの半導体材料でユニット基板２３０が形成されている場合、後に詳述するように、光源ユニット２３とスライダ２２とを半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等の光を照射して半田層５８を溶融させることが可能となる。
【００３７】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、スライダ基板２２０よりも一回り小さい大きさを有する。ただし、ユニット基板２３０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＵＮは、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＬＡよりも大きくなっており、光源電極部４１００上にレーザダイオード４０を設置しても、第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに引き出し部４１０１が、光源設置面２３０２上で露出して設けられるようになっている。さらに、ユニット基板２３０の（Ｘ軸方向の）厚みＴＵＮは、光源電極部４１００の奥側（＋Ｘ側）にフォトダイオード部５５を設けることができるように、レーザダイオード４０の（Ｘ軸方向の）長さＬＬＡよりも十分に大きくなっている。例えば、スライダ基板２２０にフェムトスライダを用いた場合、ユニット基板２３０として、（Ｘ軸方向の）厚みＴＵＮが４５０μｍであり、トラック幅方向の幅ＷＵＮが５００μｍであって、（Ｚ軸方向の）長さＬＵＮが３００μｍであるサイズのものを用いることができる。
【００３８】
（スライダ）
同じく図１に示されたスライダ２２において、集積面２２０２上に形成されたヘッド素子部２２１は、磁気ディスク１０（図６）からデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスク１０にデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成される磁気ヘッド素子３２と、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されたレーザ光を受け、このレーザ光のスポットサイズを変換（小さく）した上でこのレーザ光を導波路３５に導くスポットサイズ変換素子４３と、スポットサイズが変換されたレーザ光を媒体対向面であるヘッド端面２２１０まで又はその近傍まで導く導波路３５と、導波路３５を伝播するレーザ光と結合して熱アシスト用の近接場光を発生させる表面プラズモン発生素子３６と、磁気ヘッド素子３２、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５及び表面プラズモン発生素子３６を覆うように集積面２２０２上に形成された保護層３８とを含む。ここで、スポットサイズ変換素子４３と、導波路３５と、表面プラズモン発生素子３６とが、ヘッド２１（ヘッド素子部２２１）内における近接場光生成用の光学系３１を構成する。なお、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、その周囲を保護層３８で被覆されており、光の伝搬においてコアとしての機能を果たす。一方、周囲を被覆する保護層３８部分は、クラッドとしての機能を果たす。
【００３９】
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び表面プラズモン発生素子３６の一端は、媒体対向面であるヘッド端面２２１０に達している。ここで、このヘッド端面２２１０とＡＢＳ２２００とが、熱アシスト磁気記録ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が回転する磁気ディスク１０の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、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４それぞれの一端が、磁気ディスク１０の磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０からスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、表面プラズモン発生素子３６で近接場光６２（図３）に変換される。この近接場光６２が磁気記録層の書き込みを行う部分に照射され、この磁気記録層の部分を加熱する。この加熱によって、同部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下し、この低下した部分に電磁変換素子３４によって書き込み磁界が印加されることによって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００４０】
同じく図１によれば、スポットサイズ変換素子４３は、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光を、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＳＣを有する受光端面４３０で受け取り、できるだけ低損失でしかもシングルモードのまま、より小さなスポット径のレーザ光に変換した上で、導波路３５の受光端面３５２に導く光学素子である。ここで、シングルモードとは、スポットサイズ変換素子４３を伝播するレーザ光のビーム断面が円形又は楕円形であって、その断面内での光強度分布が単峰性の分布、特にガウス分布で表されるモードをいう。シングルモードのレーザ光は、スポットサイズ変換素子４３を伝播することによってより小さなスポット径のレーザ光に変換された場合でも、安定して所望の強度を維持する。スポットサイズ変換素子４３は、本実施形態において、受光端面４３０から入射したレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから徐々に狭くなっている下部伝播層４３１と、この下部伝播層４３１上に積層されており、同じくレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷＳＣから下部伝播層４３１と比べてより急激に小さくなっている上部伝播層４３２とを備えている。受光端面４３０から入射したレーザ光は、このような積層構造を伝播するにつれてそのスポットサイズを小さく変換させられて、導波路３５の受光端面３５２に至る。
【００４１】
なお、スポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０位置での幅ＷＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０位置での（Ｚ軸方向の）厚さＴＳＣは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０は、レーザダイオード４０の発光中心４０００を含む端面に対して所定の鋭角、例えば４°程度傾いていてもよい。これにより、受光端面４３０において反射したレーザ光が発光中心４０００に戻ってしまう戻り光をより防止し易くなる。さらに、スポットサイズ変換素子４３は、周囲を被覆する保護層３８の構成材料の屈折率ｎＯＣよりも高い屈折率を有する材料から構成されており、後述する導波路３５を構成する誘電材料と同一の材料で形成されることができる。この場合、これらスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、一体に形成されていてもよい。
【００４２】
また、導波路３５は、本実施形態において、スポットサイズ変換素子４３から放射されるレーザ光を受ける受光端面３５２から、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで、集積面２２０２に平行に伸長している。ここで、端面３５０はヘッド端面２２１０の一部となっていてもよく、またはヘッド端面２２１０から所定の距離だけ後退していてもよい。また、導波路３５の一側面の端面３５０近傍部分は、表面プラズモン発生素子３６と対向している。受光端面３５２から入射し導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）は、この表面プラズモン発生素子３６と対向する部分に至り、同素子３６と表面プラズモンモードで結合可能となる。
【００４３】
さらに、同じく図１によれば、スライダ２２の保護層３８の上面上に、磁気ヘッド素子３２用である一対の端子電極３７０及び一対の端子電極３７１が設けられている。これら端子電極３７０及び３７１も、ＨＧＡのフレクシャ２０１（図７）に設けられた配線部材の接続パッドに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続される。
【００４４】
また、スライダ基板２２０は、例えば、（Ｘ軸方向の）厚みＴＳＬが２３０μｍであり、トラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷＳＬが７００μｍであり、（Ｚ軸方向の）長さＬＳＬが８５０μｍである、いわゆるフェムトスライダとすることができる。フェムトスライダは、高記録密度に対応可能な薄膜磁気ヘッドの基板として一般的に使用されており、現在使用されているスライダの中で最も小さいサイズの規格を有する。なお、スライダ基板２２０は、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）、ＳｉＯ２等のセラミック材料で形成可能である。
【００４５】
（熱アシスト磁気記録ヘッド）
以上に説明したように、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを接続した構成になっている。従って、スライダ２２及び光源ユニット２３を、それぞれ個別に製造した上で組み合わせることによって、ヘッド２１を製造することができる。その結果、例えば、前もって光源ユニット２３の特性評価を行って、良品のみをヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造工程でのヘッド２１自体の製造歩留まりが、光源ユニット２３の不良品率によって深刻な影響を受ける事態が回避される。ここで、光源ユニット２３の特性評価に大きく影響する事項として、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５の各々の動作特性だけではなく、レーザダイオード４０とフォトダイオード５５部との位置関係も挙げられる。このように、製造歩留まりに大きな影響を及ぼし得る事項を製造工程の上流でチェックし、光源ユニット２３を選別することによって、ヘッド２１自体の製造歩留まりの低下を回避することができる。なお、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０内に作り込まれるため、個別のフォトダイオードチップをユニット基板２３０に搭載する必要がない。従って、フォトダイオード部５５を設ける際の機械的なストレスが回避される。
【００４６】
また、光源ユニット２３は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の背面２２０１に接着されるので、常に、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５をＡＢＳ２２００から遠ざけた位置に設置することが可能となる。その結果、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５に対して動作中に機械的な衝撃が直接及ぶ事態を回避することができる。さらに、スライダ２２においてＡＢＳ２２００と集積面２２０２とが垂直であるので、従来の薄膜磁気ヘッド製造工程と親和性が良い。また、熱アシスト磁気記録ヘッド２１内に、光ピックアップレンズ等の非常に高い精度を要する光学部品、さらには光ファイバ等の接続に特別な構造を要する光学部品を設ける必要がないので、製造工数を低減することができ、低コスト化が可能となるのである。
【００４７】
さらにまた、光源ユニット２３においてモニタリング系がユニット基板２３０に内包されているので、ユニット基板２３０にフォトダイオードチップを搭載した場合に比べて光源ユニット全体の凹凸が少ない。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が磁気ディスク１０上で浮上した状態において、ヘッド２１の空気抵抗が増大しヘッド２１周辺の気流が大きく乱される事態が回避可能となる。
【００４８】
図２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、スライダ２２のヘッド素子部２２１、光源ユニット２３のレーザダイオード４０、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【００４９】
（レーザダイオード）
図２によれば、レーザダイオード４０は端面発光型である。このレーザダイオード４０として、例えば、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系等の、通信用、光学系ディスクストレージ用又は材料分析用等として通常用いられているものが使用可能である。また、放射されるレーザ光の波長λＬは、例えば３７５ｎｍ〜１.７μｍの範囲内の値に設定可能である。この図２に示したレーザダイオード４０は、上面にあたる光源端子電極４１１側から、ｎ電極層４０ａと、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂと、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｃと、第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｄと、多重量子井戸（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）等からなる活性層４０ｅと、第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｆと、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｇと、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極層４０ｉとが順次積層された構造を有する。さらに、このレーザダイオード４０の多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するための反射層５１０及び５１１が形成されている。ここで、反射層５１０の活性層４０ｅの位置に発光中心４０００が存在し、反射層５１１の活性層４０ｅの位置に後発光中心４００１が存在する。
【００５０】
なお当然に、レーザダイオード４０の構成は以上に述べたものに限定されるものではない。しかしながら、いずれにしてもレーザダイオード４０の設置においては、ｐ電極層４０ｉを底面として光源引き出し電極４１０の光源電極部４１００に接着させることが好ましい。一般に、端面発光型のレーザダイオードでは、活性層４０ｅ（発光中心４０００、後発光中心４００１）は、積層方向（Ｚ軸方向）において、ｎ電極層４０ａよりもｐ電極層４０ｉにより近い位置にある。従って、ｐ電極層４０ｉを底面とすることによって、後発光中心４００１と光源設置面２３０２との（Ｚ軸方向での）距離を、より小さい値に設定することができる。これにより、光源設置面２３０２とほぼ同一面内にあるフォトダイオード部５５の受光部５５０に、後発光中心４００１を中心として放射されたレーザ光（モニタ光）を十分に入射させ得るように、受光部５５０の位置を設計することが容易となる。
【００５１】
その結果、このような受光部５５０を備えたフォトダイオード部５５を用いてこのモニタ光の出力を検出することによって、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射される熱アシスト用のレーザ光の出力をリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。さらに、レーザダイオード４０の後発光中心４００１と受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からの出力を高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。なお、動作時の発熱量が最も多い活性層４０ｅにより近いｐ電極層４０ｉを底面としてレーザダイオード４０を設置することによって、ユニット基板２３０を光源のヒートシンクとしてより有効に機能させることもできるのである。
【００５２】
同じく図２によれば、光源引き出し電極４１０及び光源端子電極４１１を介して、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉ及びｎ電極層４０ａ間に所定の電圧を印加すると、レーザダイオード４０が発振し、発光中心４０００及び後発光中心４００１からレーザ光が放射されるのである。このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。磁気ディスク装置は、通常、例えば２〜５Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。実際、レーザダイオード４０の消費電力が例えば百ｍＷ前後であっても、この磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。なお、レーザダイオード４０の幅ＷＬＡ（図１）は、例えば１５０〜２５０μｍであってもよい。また、レーザダイオード４０の長さＬＬＡは、反射層５１０及び５１１間の距離である共振器長に概ね相当するものであるが、例えば３００μｍである。この長さＬＬＡは、十分な出力を得るために３００μｍ以上であることが好ましい。また、レーザダイオード４０の高さＴＬＡは、例えば６０〜２００μｍであってもよい。
【００５３】
同じく図２において、レーザダイオード４０のｐ電極層４０ｉとユニット基板２３０の光源電極部４１００（光源引き出し電極４１０）との接着は、例えば鉛フリー半田の１つであるＡｕＳｎ合金等による半田付けによって実施可能である。さらに、スライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０の背面２２０１とユニット基板２３０の接着面２３００とを対向させて、接着層である半田層５８を間に挟む形で互いに接着されている。ここで、ユニット基板２３０がＳｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料で形成されている場合、光源ユニット２３とスライダ２２とを半田層５８で接着する際に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を照射して半田層５８を溶融させることが可能となる。
【００５４】
実際、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光は、１０６４ｎｍ（ナノメートル）の波長を有しているが、Ｓｉ（透過率：６７％）、ＧａＡｓ（透過率：６６％）等の半導体材料で形成されたユニット基板２３０を、透過率５０％以上で透過する。従って、半田層５８を間に挟んだ光源ユニット２３及びスライダ２２に対し、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を光源ユニット２３を介して半田層５８に照射して半田層５８を溶融させ、光源ユニット２３とスライダ２２とを接着することができるのである。
【００５５】
また、半田層５８は、ユニット基板２３０を透過したレーザ光によって溶融され固化された材料で形成されていることが好ましい。半田層５８は、融点が４００℃未満である、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｌ（アルミニウム）及びＭｇ（マグネシウム）からなる群から選択された１つの元素を含む合金で形成されていることが好ましい。この半田層５８の厚さは、例えば０.０５〜５.０μｍ（マイクロメートル）程度とすることができる。
【００５６】
（光源ユニットとスライダとの絶縁手段）
同じく図２に示すように、スライダ基板２２０の背面２２０１上及びヘッド素子部２２１の端面２２１１上に、スライダ基板２２０とユニット基板２３０との間を電気的に絶縁するための絶縁膜５７が設けられていることが好ましい。これにより、ユニット基板２３０とスライダ基板２２０との間の電気的な絶縁が確保される。ここで、スライダ基板２２０は、通常、グラウンドに接地されている。一方、ユニット基板２３０本体は、当然にフォトダイオード部５５のｎ型半導体部と同電位となるが、このｎ型半導体部（に電気的に接続された第２の引き出し電極４１３）は、通常グラウンドに接地して使用され得ない。従って、この場合、スライダ基板２２０とユニット基板２３０との絶縁は不可欠となる。
【００５７】
また、この絶縁膜５７は、ヘッド素子部２２１内の光学系３１（スポットサイズ変換素子４３）の受光端面４３０を覆っていてもよく、レーザダイオード４０からのレーザ光が光学系３１に入射する際の反射防止手段として機能することも好ましい。これにより、受光端面４３０からの戻り光によるレーザダイオード４０の発振障害が回避される。なお、絶縁層５７は、例えば、ＴａＯＸ及びＳｉＯＸといった互いに異なる屈折率を有する２種の誘電膜を、各膜厚をレーザ光の波長に基づいて制御しながら交互に積層させて形成した多層膜とすることができる。
【００５８】
（ヘッド素子部）
同じく図２によれば、ヘッド素子部２２１は、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び光学系３１を備えている。
【００５９】
このうち、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１を挟む位置に配置されており軟磁性材料から形成された下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含み、集積面２２０２上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる下地層３８０上に形成されている。ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）積層体とすることができる。なお、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ−ＧＭＲ積層体又はＴＭＲ積層体である場合、上下部シールド層３３４及び３３０は、磁気シールドとしてだけではなく電極としての役割も果たす。
【００６０】
また、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、上部ヨーク層３４０と、主磁極３４００と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、下部ヨーク層３４５と、下部シールド３４５０とを備えている。
【００６１】
上部ヨーク層３４０は、コイル絶縁層３４４を覆うように形成されており、主磁極３４００は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８５上に形成されている。これら上部ヨーク層３４０及び主磁極３４００は、互いに磁気的に接続されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク１０（図６）の磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路となっている。このうち、主磁極３４００は、ヘッド端面２２１０に達しておりトラック幅方向の小さな幅ＷＰ（図３）を有する第１の主磁極部３４００ａと、この第１の主磁極部３４００ａ上であって第１の主磁極部３４００ａの後方（＋Ｘ側）に位置している第２の主磁極部３４００ｂとを有している。第１の主磁極部３４００ａのヘッド端面２２１０上における端面３４００ｅ（図３）の形状は、例えば、長方形、正方形又は台形である。ここで、上述した幅ＷＰは、この主磁極３４００の端面３４００ｅにおけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の辺の長さであり、書き込み磁界のトラック幅方向（Ｙ軸方向）における分布の幅を規定する。幅ＷＰは、例えば０.０５〜０.５μｍ程度とすることができる。主磁極３４００は、上部ヨーク層３４０よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されていることが好ましく、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金材料である、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の軟磁性材料から形成される。第１の主磁極部３４００ａの厚さは、例えば、０.１〜０.８μｍである。
【００６２】
書き込みコイル層３４３は、絶縁層３８５上に形成されたＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも下部ヨーク層３４５と上部ヨーク層３４０との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えばＣｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、例えば加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層３４３と上部ヨーク層３４０との間を電気的に絶縁している。書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上でもよく、又はヘリカルコイルでもよい。さらに、巻き数も図２での数に限定されるものではなく、例えば、２〜７ターンに設定され得る。
【００６３】
なお、バックコンタクト部３４０２には、Ｘ軸方向に伸長した貫通孔が設けられており、この貫通孔の中を、導波路３５及び導波路３５を被覆する絶縁層が通り抜けている。この貫通孔内においては、バックコンタクト部３４０２の内壁と導波路３５とが所定の距離、例えば少なくとも１μｍ離隔している。これにより、バックコンタクト部３４０２による導波路光の吸収が防止される。
【００６４】
下部ヨーク層３４５は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８３上に形成されており、磁気ディスク１０の磁気記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束を導く導磁路としての役割を果たす。下部ヨーク層３４５は軟磁性材料から形成されており、その厚さは、例えば、０.５〜５μｍ程度である。また、下部シールド３４５０は、下部ヨーク層３４５と磁気的に接続されていてヘッド端面２２１０に達した導磁路の一部である。下部シールド３４５０は、表面プラズモン発生素子３６を介して主磁極３４００と対向しており、主磁極３４００から発して広がった磁束を取り込む役割を果たす。この下部シールド３４５０は、主磁極３４００よりも格段に大きなトラック幅方向の幅を有している。このような下部シールド３４５０を設けることによって、下部シールド３４５０の端部と第１の主磁極部３４００ａとの間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートが低減可能となる。なお、下部シールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成されることが好ましい。
【００６５】
同じく図２によれば、光学系３１は、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５、及び表面プラズモン発生素子３６を備えている。
【００６６】
このうちのスポットサイズ変換素子４３によってスポットサイズを変換（小さく）されたレーザ光５３ａは、導波路３５の受光端面３５２に入射し導波路３５中を伝播する。導波路３５は、受光端面３５２から、バックコンタクト部３４０２に設けられたＸ軸方向の貫通孔の中を通って、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで伸長している。さらに、表面プラズモン発生素子３６は、導波路３５を伝播してきたレーザ光（導波路光）を近接場光に変換する近接場光発生素子である。導波路３５のヘッド端面２２１０側の部分及び表面プラズモン発生素子３６は、下部シールド３４５０（下部ヨーク層３４５）と主磁極３４００（上部ヨーク層３４０）との間に設けられている。また、導波路３５のヘッド端面２２１０側の上面（側面）の一部と表面プラズモン発生素子３６の（伝播エッジ３６０（図３）を含む）下面の一部とは、所定の間隔をもって対向しており、これら一部に挟まれた部分は、導波路３５の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部５０となっている。緩衝部５０は、導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）を、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合させる役割を果たす。以上に述べた導波路３５、緩衝部５０及び表面プラズモン発生素子３６については、後に図３を用いて詳細に説明を行う。
【００６７】
さらに、同じく図２に示すように、ＭＲ素子３３と電磁変換素子３４（下部ヨーク層３４５）との間に、絶縁層３８２及び３８３に挟まれた素子間シールド層３９が設けられていることも好ましい。この素子間シールド層３９は、軟磁性材料で形成されることができ、電磁変換素子３４より発生する磁界からＭＲ素子３３をシールドする役割を果たす。なお、以上に述べた絶縁層３８１、３８２、３８３、３８４、３８５及び３８６が、保護層３８を構成することになる。
【００６８】
図３は、導波路３５、表面プラズモン発生素子３６及び主磁極３４００の構成を概略的に示す斜視図である。同図においては、書き込み磁界及び近接場光が磁気記録媒体に向かって放射される位置を含むヘッド端面２２１０が、左側に位置している。
【００６９】
図３によれば、近接場光発生用のレーザ光（導波路光）５３ｂを端面３５０に向かって伝播させるための導波路３５と、導波路光５３ｂによって励起される表面プラズモンが伝播するエッジである伝播エッジ３６０を備えた表面プラズモン発生素子３６とが設けられている。表面プラズモン発生素子３６は、さらに、励起された表面プラズモンが行き着く先である、ヘッド端面２２１０に達した近接場光発生端面３６ａを備えている。伝播エッジ３６０は、この近接場光発生端面３６ａまで伸長している。また、導波路３５の側面３５４の一部分と、表面プラズモン発生素子３６の伝播エッジ３６０を含む下面３６２の一部との間に挟まれた部分が、緩衝部５０となっている。すなわち、伝播エッジ３６０は、緩衝部５０に覆われている。この緩衝部５０は、導波路光５３ｂを表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合させる役割を果たす。また、伝播エッジ３６０は、導波路光５３ｂによって励起される表面プラズモンを近接場光発生端面３６ａまで伝播させる役割を果たす。ここで、導波路３５の側面とは、導波路３５を取り囲む端面のうち、ヘッド端面２２１０側の端面３５０及びその反対側の受光端面３５２以外の端面を指すものとする。この側面は、コアに相当する導波路３５において伝播する導波路光５３ｂが全反射し得る面となる。なお、本実施形態において、一部が緩衝部５０に接面した導波路３５の側面３５４は、導波路３５の上面となっている。また、緩衝部５０は、保護層３８（図２）の一部であってもよいし、保護層３８とは別に設けられた新たな層であってもよい。
【００７０】
より具体的に、緩衝部５０の近傍まで進行した導波路光５３ｂは、屈折率ｎＷＧを有する導波路３５と、屈折率ｎＢＦを有する緩衝部５０と、金属材料からなる表面プラズモン発生素子３６との光学的構成と結びついて、表面プラズモン発生素子３６の伝播エッジ３６０に表面プラズモンモードを誘起する。すなわち、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合する。この表面プラズモンモードの誘起は、緩衝部５０の屈折率ｎＢＦを導波路３５の屈折率ｎＷＧよりも小さく（ｎＢＦ＜ｎＷＧ）設定することによって可能となる。実際には、コアである導波路３５と緩衝部５０との光学的な界面条件から、緩衝部５０内にエバネッセント光が励起される。次いで、このエバネッセント光と、表面プラズモン発生素子３６の金属表面（伝播エッジ３６０）に励起される電荷のゆらぎとが結合する形で表面プラズモンモードが誘起され、表面プラズモン６０が励起される。ここで、伝播エッジ３６０は、表面プラズモン発生素子３６の傾斜した下面３６２において導波路３５に最も近い位置にあり、また角部であって電場が集中しやすいので、表面プラズモン６０が励起されやすい。また、伝播エッジ３６０の角は、表面プラズモン６０が伝播エッジ３６０から離脱して光利用効率が低下する現象を防止するために丸められていることが好ましい。
【００７１】
なお、図１〜３に示されるような光源及び光学系において、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光は、電場の振動方向がＺ軸方向であるＴＭモードの偏光を有することが好ましい。この場合、導波路光５３ｂも電場の振動方向がＺ軸方向、すなわち導波路３５の積層面に垂直な方向である直線偏光を有することになる。このような偏光状態を設定することによって、導波路３５を伝播する導波路光５３ｂが、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合可能となる。
【００７２】
同じく図３によれば、表面プラズモン発生素子３６は、本実施形態において、ヘッド端面２２１０の近傍で近接場光発生端面３６ａに向かってハイト方向（Ｚ軸方向）に先細となる形状となっている。また、表面プラズモン発生素子３６は、本実施形態において、三角形状のＹＺ面による断面を有しており、特に近接場光発生端面３６ａは、本実施形態において、伝播エッジ３６０の端をリーディング側（−Ｚ側）の頂点とする二等辺三角形の形状を有する。ここで、伝播エッジ３６０を伝播する表面プラズモン６０は、伝播エッジ３６０の行き着く先である頂点３６０ａを有する近接場光発生端面３６ａに至る。その結果、この近接場光発生端面３６ａに表面プラズモン６０、すなわち電場が集中する。これにより、近接場光発生端面３６ａから近接場光６２が発生する。この近接場光６２が磁気ディスク１０（図６）の磁気記録層に向けて照射され、磁気ディスク１０の表面に達し、磁気ディスク１０の磁気記録層部分を加熱する。これにより、その部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下する。その直後、この部分に、主磁極３４００から発生する書き込み磁界６３を印加して書き込みを行う。以上、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００７３】
また、導波路３５の側面、すなわち上面３５４、下面３５３、及びトラック幅方向（Ｙ軸方向）の両側面３５１は、緩衝部５０と接面した部分を除いて、保護層３８（図３）、すなわち絶縁層３８４及び３８５（図５）と接面している。ここで、導波路３５がコアとして働く一方、保護層３８がクラッドとしての機能を果たすように、導波路３５は、保護層３８の構成材料の屈折率ｎＯＣよりも高い屈折率ｎＷＧを有する、例えばスパッタリング法等を用いて形成された材料から構成されている。例えば、レーザ光の波長λＬが６００ｎｍであって、保護層３８が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路３５は、ＳｉＯＸＮＹ（ｎ＝１.７〜１.８５）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）等から形成されていてもよい。また、本実施形態において、導波路３５のＹＺ面による断面は長方形又は台形である。ここで、この導波路３５のヘッド端面２２１０側の端面３５０の近傍部分におけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＷＧは、例えば０.３〜０.７μｍ程度とすることができ、導波路３５の（Ｚ軸方向の）厚さＴＷＧは、例えば０.３〜０.７μｍ程度とすることができる。
【００７４】
さらに、緩衝部５０は、導波路３５の屈折率ｎＷＧよりも低い屈折率ｎＢＦを有する誘電材料で形成されている。例えば、レーザ光の波長λＬが６００ｎｍであって、導波路３５が、例えばＴａ２Ｏ５（ｎ＝２.１６）から形成されている場合、緩衝部５０は、ＳｉＯ２（ｎ＝１.４６）又はＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。また、導波路３５の側面３５４と伝播エッジ３６０とに挟まれた部分である緩衝部５０の（Ｘ軸方向の）長さＬＢＦは、０．５〜５μｍであることが好ましく、レーザ光５３ｂの波長よりも大きいことが好ましい。また、緩衝部５０の（Ｚ軸方向の）厚さＴＢＦは、１０〜２００ｎｍであることが好ましい。
【００７５】
さらにまた、表面プラズモン発生素子３６は、金属等の導電材料、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｃｕ若しくはＡｌ、又はこれら元素のうちの複数の合金、特にＡｇを主成分とする合金から形成されていることが好ましい。また、表面プラズモン発生素子３６の上面３６１におけるトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷＮＦは、レーザ光５３ｂの波長よりも十分に小さく、例えば約１０〜１００ｎｍとすることができ、（Ｚ軸方向の）厚さＴＮＦ１も、レーザ光５３ｂの波長よりも十分に小さく、例えば約１０〜１００ｎｍとすることができ、（Ｘ軸方向の）長さ（高さ）ＨＮＦは、例えば約０.８〜６.０μｍとすることができる。
【００７６】
なお、ヘッド素子部２２１に設けられた熱アシスト用の光を発生させるための光学系は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、別の形状、構造を有するプラズモン発生素子若しくは近接場光発生素子を用いた光学系、又は金属片からなるプラズモン・アンテナを導波路端に配した光学系を用いることも可能である。
【００７７】
図４ａは、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、光源ユニット２３のフォトダイオード部５５、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。また、図４ｂは、光源ユニット２３のフォトダイオード部５５の他の実施形態を概略的に示す断面図である。
【００７８】
図４ａに示すように、フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０の一部を加工して形成された、ユニット基板２３０中に存在する半導体フォトダイオード構造部分であり、ユニット基板２３０の接着面２３００側から見て、レーザダイオード４０の奥側（＋Ｘ側）に位置している。
【００７９】
フォトダイオード部５５は、本実施形態においてＰＩＮ型フォトダイオード構造を有していて、ｐ型半導体部５５ａと、不純物濃度が高いｎ型半導体部５５ｄと、ｐ型半導体部５５ａとｎ型半導体部５５ｄとの間に挟まれるように設けられた不純物濃度が非常に低いイントリンシック部５５ｃとを備えている。ｐ型半導体部５５ａは、光源設置面２３０２近くに設けられていて、ｐ型半導体部５５ａの上面が光源設置面２３０２と同一面内にあり、受光部５５０をなす。このｐ型半導体部５５ａには、ｐ電極５５１が電気的に接続されている。また、ｎ型半導体部５５ｄの端部も、光源設置面２３０２に達している。このｎ型半導体部５５ｄには、第２の引き出し電極４１３が電気的に接続されている。なお、変更態様として、フォトダイオード部５５は、ｐ型半導体部とｎ型半導体部とのＰＮ接合を含むＰＮ接合ダイオード構造を有するものであってもよい。
【００８０】
しかしながら、本実施形態のＰＩＮ型フォトダイオード構造においては、イントリンシック部５５ｃの存在によって空乏層幅が広くなり、寄生容量が小さく抑えられる。その結果、このＰＩＮ型フォトダイオード構造は、ＰＮ接合ダイオード構造よりも、高感度でより高い応答速度を実現し得るのである。図４ａにおいて、フォトダイオード部５５に逆バイアスを印加、すなわち、例えばｐ電極５５１をグラウンドに接地した上で第２の引き出し電極４１３にプラス電圧を印加すると、イントリンシック部５５ｃの存在によって広い領域の空乏層５５ｂが発生する。ここで、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からのレーザ光（モニタ光）が受光部５５０を介して、この空乏層５５ｂが生じているフォトダイオード部５５内に入ると、光電効果が生じて、その光量に応じた電子及び正孔の対が発生する。このうち電子はｎ型半導体部５５ｄに、正孔はｐ型半導体部５５ａに流入する。その結果、電極５５１及び４１３の間に、入光量に応じた光起電力が生じる。この光起電力を測定するか、又は電極５５１及び４１３の間に負荷を接続し、流れる電流を測定するかによって、フォトダイオード部５５からのモニタ出力を得ることができる。
【００８１】
フォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０にフォトダイオードチップを埋め込んで形成することも可能であるが、シリコンウエハにフォトリソグラフィ法及びイオン注入法等を用いてフォトダイオード構造を形成する従来の技術を応用して、ユニット基板２３０の一部を加工して形成されることが好ましい。この形成方法では、チップの埋め込みに比べて、形成部材点数が減少し、より低コストであって、さらに搭載時の機械的ストレスの問題からも解放される。ここで、フォトダイオード部５５の（Ｘ軸方向の）長さＬＰＨは、例えば５０〜１５０μｍ程度とし、（Ｚ軸方向の）深さＤＰＨは、例えば例えば５〜５０μｍ程度とし、（Ｙ軸方向の）幅ＷＰＨ（図１）は、例えば５０〜１５０μｍ程度とすることができる。
【００８２】
なお、図４ｂに示すように、ユニット基板２３０′としてｎ＋型のＳｉ又はＧａＡｓ基板を用い、この基板にイントリンシック部５５ｃ′及びｐ型半導体部５５ａ′を形成して、ユニット基板２３０全体をフォトダイオード部５５とすることもできる。
【００８３】
図４ａに戻って、フォトダイオード部５５がレーザダイオード４０からのモニタ光を確実に効率良く検出するために、レーザダイオード４０の後発光中心４００１と受光部５５０の受光部中心５５００との相対的な位置関係が適切に決められている。ここで、後発光中心４００１から放射されるレーザ光の広がり角（放射角）θＰＨは、例えば５〜２２°（度）程度であるが、この放射角を有する放射レーザ光の円錐内に、少なくとも受光部中心５５００が収まることが好ましい。このような位置関係を実現するために、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２と後発光中心４００１との（Ｚ軸方向での）距離ＤＲＥを、例えば８μｍとし、後発光中心４００１と受光部中心５５００との（Ｘ軸方向での）距離ＤＬＰを、例えば４５μｍとすることができる。
【００８４】
図５は、光源ユニット２３における光源設置面２３０２上に設けられた電極デザインの一実施形態を示す概略図である。
【００８５】
図５によれば、光源設置面２３０２上に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料から形成された絶縁層５６が設けられており、この絶縁層５６上に、フォトダイオード部５５用の２つの電極としての第１の引き出し電極４１２及び第２の引き出し電極４１３と、レーザダイオード４０用の１つの電極としての光源引きだし電極４１０とが設けられている。ここで、第１の引きだし電極４１２は、フォトダイオード部５５のｐ電極５５１と電気的に接続されており、第２の引き出し電極４１３の一部は、絶縁層５６を貫通してフォトダイオード部５５のｎ型半導体部５５ｄと電気的に接続されている。また、光源引きだし電極４１０は、光源電極部４１００及び引き出し部４１０１からなる。さらに、レーザダイオード４０（のｎ電極層４０ａ）上に、レーザダイオード４０用の他の電極としての光源端子電極４１１が設けられている。
【００８６】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに光源引き出し電極４１０は、例えば厚さ１０ｎｍ程度のＴａ、Ｔｉ等からなる下地層と、この下地層上に形成された例えば厚さ１〜５μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらの元素の少なくとも１つを含む合金等の導電材料からなる導電層とから構成されることができる。また、これらの引き出し電極は、例えばＡｕＳｎ合金等の半田材料を、蒸着法等を用いて光源設置面２３０２上の絶縁層５６上に積層することによって形成することも可能である。さらに、光源端子電極４１１は、レーザダイオード４０のｎ電極層４０ａ（図２）上に形成された、例えば厚さ１〜５μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、又はこれらの元素の少なくとも１つを含む合金等の導電層とすることができる。
【００８７】
これら第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、並びに引き出し部４１０１及び光源端子電極４１１は、いずれも接着面２３００の近傍まで伸張した又は近傍に位置するパターンとなっている。これにより、後に図８を用いて説明するようにヘッド２１とフレクシャ２０１とを接合してＨＧＡを構成する際、これらの電極とフレクシャ２０１の配線部材の接続パッドとの電気的な接続が容易となるのである。
【００８８】
図６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。
【００８９】
図６に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッド２１を備えたＨＧＡ１７と、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、ヘッド２１に備えられたフォトダイオード部５５からのモニタ出力を用いて、レーザダイオード４０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１３とを備えている。
【００９０】
磁気ディスク１０は、本実施形態において、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を含んでいる。アセンブリキャリッジ装置１２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、磁気ディスク１０の磁気記録層に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びヘッド２１は、単数であってもよい。
【００９１】
図７は、本発明によるＨＧＡ１７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。同図においては、ＨＧＡ１７の磁気ディスク１０表面に対向する側が上になって表示されている。
【００９２】
図７によれば、ＨＧＡ１７において、サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１の磁気ディスク１０に対向する面上に設けられた配線部材２０３０と、フレクシャ２０１の磁気ディスク１０とは反対側の面上に設けられた配線部材２０３１とを備えている。配線部材２０３０及び２０３１の各々は、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を備えている。熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。
【００９３】
このフレクシャ２０１には、開口２０１０が設けられており、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、その一部である光源ユニット２３がこの開口２０１０を通してフレクシャ２０１の反対側に出るように接着されている。また、配線部材２０３０の一端（接続パッド）は、スライダ２２の端子電極３７０及び３７１にワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。さらに、配線部材２０３１の一端（接続パッド）は、光源ユニット２３の第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３、引き出し部４１０１（光源引き出し電極層４１０）、並びに光源端子電極４１１に同じくワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これらの電気的接続に関しては、次に図８を用いて説明する。なお、サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。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チップが装着されていてもよい。
【００９４】
図８は、本発明によるＨＧＡ１７の一実施形態における、フレクシャ２０１と熱アシスト磁気記録ヘッド２１との接続を概略的に示す斜視図である。同図においては、ヘッド２１の磁気ディスク１０表面に対向するＡＢＳ２２００が下側になって表示されている。
【００９５】
図８によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の背面２２０１とフレクシャ２０１とが、開口２０１０を通して光源ユニット２３がフレクシャ２０１の反対側に突き出るように、接着されている。フレクシャ２０１は、ステンレス鋼等で形成された基板２０１ａと、ポリイミド等で形成されており基板２０１ａを被覆する被覆層２０１ｂ及び２０１ｃとを備えている。また、被覆層２０１ｂ上に、Ｃｕ等の導電材料から形成された配線部材２０３０が設けられており、さらに被覆層２０１ｃ上に、同じくＣｕ等の導電材料から形成された配線部材２０３１が設けられている。
【００９６】
配線部材２０３０の接続パッド２０３０ａ〜２０３０ｄは、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４用の端子電極３７０及び３７１に、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、配線部材２０３０を介して、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４を動作させることができる。また、配線部材２０３１の接続パッド２０３１ａ〜２０３１ｄは、レーザダイオード４０用の引き出し部４１０１及び光源端子電極４１１とフォトダイオード部５５用の第１及び第２の引き出し電極４１２及び４１３とに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、配線部材２０３１を介して、レーザダイオード４０及びフォトダイオード部５５を動作させることができる。
【００９７】
図９は、図６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。
【００９８】
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、レーザダイオード４０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、レーザダイオード４０の制御回路をそれぞれ示している。
【００９９】
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書き込みコイル層３４３に書き込み電流を流し、主磁極３４００から発生する書き込み磁界により磁気ディスク１０上に書き込みを行う。また、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。
【０１００】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及びレーザ光出力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レーザダイオード４０に印加される。これによりレーザダイオード４０が発光し、発光中心４０００から放射されたレーザ光が、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を伝播して、表面プラズモンモードで表面プラズモン発生素子３６に結合する。これにより、表面プラズモン発生素子３６の端から近接場光が発生し、磁気ディスク１０の磁気記録層に照射され、磁気記録層を加熱する。
【０１０１】
この際の動作電流値は、レーザ光出力制御信号が指示する強度のレーザ光を、レーザダイオード４０が発光中心４０００から放射するような値に制御される。具体的には、フォトダイオード部５５が、レーザダイオード４０の後発光中心４００１からの出力を計測、監視し、モニタ出力（計測値）をレーザ制御回路９９に送信する。レーザ制御回路９９は、この計測値を用いてフィードバック調整を行い、レーザ光出力制御信号が指示する強度のレーザ光をレーザダイオード４０が発光中心４０００から放射するように、レーザダイオード４０に印加する動作電流を調整する。
【０１０２】
このフィードバック調整に際しては、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光の強度と、後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受けたフォトダイオード部５５からのモニタ出力との関係を予め決定しておく。通常、端面発光型のレーザダイオード４０の後発光中心４００１からの光出力と発光中心４０００からの光出力との強度比は、ダイオード内の構成のデザインによって、例えば２〜２５％の範囲内の所定値に設定されている。従って、後発光中心４００１からの光出力の強度とフォトダイオード部５５のモニタ出力との関係が分かれば、発光中心４０００からの光出力の強度とフォトダイオード部５５からのモニタ出力との関係を得ることができるのである。
【０１０３】
また、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、温度検出器９８によって測定された磁気ディスクの磁気記録層の温度等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、レーザ光出力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磁気記録層の温度上昇分との関係、及び磁気記録層の異方性磁界（保磁力）の温度依存性についてのデータも含んでいてもよい。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信号及びレーザ光出力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レーザダイオード４０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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
以上述べたように、本発明による光源ユニット２３は、レーザダイオード４０からの光出力の常時のモニタリングを可能とするフォトダイオード部５５を備えている。その結果、熱アシスト用の光を放射するレーザダイオード４０の光出力のフィードバック調整が可能となる。また、この調整を行うことによって、レーザダイオード４０の光出力の環境による変化及び経時変化に対応して光出力を制御し、磁気記録媒体に照射される熱アシスト用の光の強度を安定させることができる。その結果、磁気記録媒体の書き込むべき部分の適切な加熱が安定して実施可能となる。これにより、良好な熱アシスト磁気記録を実現することが可能となる。
【０１０６】
さらに、このフォトダイオード部５５は、ユニット基板２３０中に形成されており、受光部５５０が、レーザダイオード４０の後発光中心４００１から放射されるレーザ光を受け得るように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２側に位置している。従って、後発光中心４００１と受光部５５０とを十分に近接させることができるので、レーザダイオード４０の光出力をより高い効率をもってモニタリングすることが可能となる。さらに、光源ユニット２３においてはモニタリング系がユニット基板２３０に内包されているので、光源ユニット２３全体の凹凸が少なくなっている。その結果、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が磁気ディスク１０上で浮上した状態において、ヘッド２１の空気抵抗が増大しヘッド２１周辺の気流を大きく乱す事態が回避可能となる。
【０１０７】
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。
【符号の説明】
【０１０８】
１０ 磁気ディスク
１７ ＨＧＡ
２０ サスペンション
２１ 熱アシスト磁気記録ヘッド
２２ スライダ
２３ 光源ユニット
３１ 光学系
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ素子
３４ 電磁変換素子
３５ 導波路
３６ 表面プラズモン発生素子
３６ａ 近接場光発生端面
４０ レーザダイオード
５３ｂ レーザ光（導波路光）
５５ フォトダイオード部
６０ 表面プラズモン
６２ 近接場光
９０ 制御ＬＳＩ
２２０ スライダ基板
２２１ ヘッド素子部
２３０，２３０′ ユニット基板
３３２ ＭＲ積層体
５５０ 受光部
２２００ 浮上面（ＡＢＳ）
２３００ 接着面
２３０２ 光源設置面
４０００ 発光中心
４００１ 後発光中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダ基板の集積面に設けられた熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダと、光源ユニットとが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドであって、
該光源ユニットが、
前記スライダとの接続の際に前記スライダ基板に対向する接着面と、該接着面と隣り合う光源設置面とを有するユニット基板と、
前記光源設置面に設置されており、前記光学系に入射させる熱アシスト用の光を放射する光源と、
前記ユニット基板中に形成された、前記光源の出力を計測する光検出部であって、該光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受ける受光部が、該ユニット基板の光源設置面側に位置する光検出部と
を備えており、
前記発光中心から放射される光が前記光学系に入射するように、前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面と前記ユニット基板の接着面とが接着されている、熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記光検出部は、前記ユニット基板の接着面側から見て、前記光源の奥側に位置する、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記光検出部は、前記ユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードである、請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記光検出部は、前記ユニット基板の一部を加工して形成されたＰＩＮ型フォトダイオードである、請求項３に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記ユニット基板の光源設置面に、前記光検出部のｐ型半導体部に電気的に接続された電極と、該光検出部のｎ型半導体部に電気的に接続された電極とが設けられている、請求項３に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記光源は、端面発光型のレーザダイオードであり、該光源のｐ型の電極が前記ユニット基板の光源設置面に接着されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記ユニット基板の光源設置面に、前記光源のｐ型の電極と電気的に接続された電極が設けられている、請求項６に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記ユニット基板の接着面に、前記スライダとの接続のための接着層が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面上に、該スライダ基板と前記ユニット基板との間を電気的に絶縁するための絶縁層が設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記絶縁層が、前記光学系の受光端面を覆っており、前記光源からの光が該光学系に入射する際の反射防止手段として機能する、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
サスペンションと、該サスペンションに取り付けられた請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えたヘッドジンバルアセンブリであって、
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面の一部が前記サスペンションに接着されており、該サスペンションが開口を備えていて、前記光源ユニットが、該開口を通して該サスペンションの前記スライダとは反対側に出ている、ヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
前記サスペンションの１つの面に、前記光源ユニットの光源及び光検出部用の配線部材が設けられており、該サスペンションのその他の面に、前記スライダの書き込みヘッド素子用の配線部材が設けられている、請求項１１に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも１つの磁気記録媒体と、前記光検出部からのモニタ出力を用いて前記光源の発光動作を制御し、さらに該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための制御回路とを備えている磁気記録装置。
【請求項１４】
スライダ基板の集積面に設けられて熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダに、前記熱アシスト用の光を放射する光源と該光源が設置される光源接地面を備えたユニット基板とを有する光源ユニットが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源の位置合わせ方法であって、
前記ユニット基板中の前記光源設置面側に形成されており前記光源の出力を計測する光検出部の受光部が、前記光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受けるように位置するように、前記光源を前記光源設置面上に設置し、
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面が、前記ユニット基板の前記光源設置面と隣り合う接着面と対向し、前記光源の前記発光中心から放射される光が前記光学系に入射するように、前記光源ユニットを前記スライダに対して位置決めする
熱アシスト磁気記録ヘッドにおける光源の位置合わせ方法。
【請求項１】
スライダ基板の集積面に設けられた熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダと、光源ユニットとが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドであって、
該光源ユニットが、
前記スライダとの接続の際に前記スライダ基板に対向する接着面と、該接着面と隣り合う光源設置面とを有するユニット基板と、
前記光源設置面に設置されており、前記光学系に入射させる熱アシスト用の光を放射する光源と、
前記ユニット基板中に形成された、前記光源の出力を計測する光検出部であって、該光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受ける受光部が、該ユニット基板の光源設置面側に位置する光検出部と
を備えており、
前記発光中心から放射される光が前記光学系に入射するように、前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面と前記ユニット基板の接着面とが接着されている、熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記光検出部は、前記ユニット基板の接着面側から見て、前記光源の奥側に位置する、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記光検出部は、前記ユニット基板の一部を加工して形成された半導体フォトダイオードである、請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記光検出部は、前記ユニット基板の一部を加工して形成されたＰＩＮ型フォトダイオードである、請求項３に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記ユニット基板の光源設置面に、前記光検出部のｐ型半導体部に電気的に接続された電極と、該光検出部のｎ型半導体部に電気的に接続された電極とが設けられている、請求項３に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記光源は、端面発光型のレーザダイオードであり、該光源のｐ型の電極が前記ユニット基板の光源設置面に接着されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記ユニット基板の光源設置面に、前記光源のｐ型の電極と電気的に接続された電極が設けられている、請求項６に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記ユニット基板の接着面に、前記スライダとの接続のための接着層が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面上に、該スライダ基板と前記ユニット基板との間を電気的に絶縁するための絶縁層が設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記絶縁層が、前記光学系の受光端面を覆っており、前記光源からの光が該光学系に入射する際の反射防止手段として機能する、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
サスペンションと、該サスペンションに取り付けられた請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッドとを備えたヘッドジンバルアセンブリであって、
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面の一部が前記サスペンションに接着されており、該サスペンションが開口を備えていて、前記光源ユニットが、該開口を通して該サスペンションの前記スライダとは反対側に出ている、ヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
前記サスペンションの１つの面に、前記光源ユニットの光源及び光検出部用の配線部材が設けられており、該サスペンションのその他の面に、前記スライダの書き込みヘッド素子用の配線部材が設けられている、請求項１１に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも１つの磁気記録媒体と、前記光検出部からのモニタ出力を用いて前記光源の発光動作を制御し、さらに該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための制御回路とを備えている磁気記録装置。
【請求項１４】
スライダ基板の集積面に設けられて熱アシスト用の光を伝播させる光学系を備えたスライダに、前記熱アシスト用の光を放射する光源と該光源が設置される光源接地面を備えたユニット基板とを有する光源ユニットが接続されて構成される熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、光源の位置合わせ方法であって、
前記ユニット基板中の前記光源設置面側に形成されており前記光源の出力を計測する光検出部の受光部が、前記光源における熱アシスト用の光を放射する発光中心とは反対側の後発光中心から放射される光を受けるように位置するように、前記光源を前記光源設置面上に設置し、
前記スライダ基板の媒体対向面とは反対側の背面が、前記ユニット基板の前記光源設置面と隣り合う接着面と対向し、前記光源の前記発光中心から放射される光が前記光学系に入射するように、前記光源ユニットを前記スライダに対して位置決めする
熱アシスト磁気記録ヘッドにおける光源の位置合わせ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８７４７（Ｐ２０１２−１８７４７Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５０９７（Ｐ２０１１−１３５０９７）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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