熱アシスト磁気ヘッド及び熱アシスト磁気記録再生装置
【課題】簡易な構成を用い、高強度の近接場光を記録媒体に照射可能とするとともに、製造工程において高い位置決め精度や角度精度を必要としない熱アシスト磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】熱アシスト磁気ヘッド１１は、記録素子１０２、半導体レーザー素子１０６、及び、近接場光発生部１０４２がスライダ１０１に保持されて構成されており、近接場光発生部１０４２は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置された金属膜１０４に形成された媒体対向面Ｓに垂直に延在した溝１０４１の記録媒体１５０に対向した端部であり、半導体レーザー光源１０６は、ＴＥモード発振するものであって、スライダ１０１の流出端１１０の側面と１１１対向するように配置されているとともに、その出射端面Ｓ２が近接場光発生部１０４２にレーザー光１０７が照射される方向に媒体対向面Ｓに対して傾斜している。
【解決手段】熱アシスト磁気ヘッド１１は、記録素子１０２、半導体レーザー素子１０６、及び、近接場光発生部１０４２がスライダ１０１に保持されて構成されており、近接場光発生部１０４２は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置された金属膜１０４に形成された媒体対向面Ｓに垂直に延在した溝１０４１の記録媒体１５０に対向した端部であり、半導体レーザー光源１０６は、ＴＥモード発振するものであって、スライダ１０１の流出端１１０の側面と１１１対向するように配置されているとともに、その出射端面Ｓ２が近接場光発生部１０４２にレーザー光１０７が照射される方向に媒体対向面Ｓに対して傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を用いて磁気記録媒体の一部を昇温するとともに、記録磁界を印加して磁気記録媒体に磁気情報を記録する熱アシスト磁気ヘッド及びこれを備えた熱アシスト磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクの記録密度を向上させる手法として、近接場光を記録磁界とともに磁気記録媒体に照射し、磁気記録媒体の一部を局所的に加熱しながら磁気情報を記録する熱アシスト磁気記録方式が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの主磁極として、金属製の主磁極を用い、磁気記録媒体として、金属製の記録膜を用い、これら主磁極と媒体の二つの金属を微小な隙間を置いて近接配置させ、この隙間に対して、光を主磁極と媒体面の中間の角度（斜めの角度）から照射した際に生じる近接場効果を利用して、主磁極直下の媒体上に集光する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、近接場光を発生させて記録媒体に熱磁気的に情報を記録する記録ヘッドにおいて、光源と、記録媒体に磁界を印加するための磁極と、光源からの光を照射されることにより設置される記録媒体近傍に近接場光を発生する散乱体とを有し、散乱体は、光源からの光を照射される面が、設置される記録媒体に略垂直になるように、磁極に接して形成されている構成とする記録ヘッドが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、媒体対向面上で離隔して配置された第１及び第２の近接場光発生部と、第１及び第２の近接場光発生部の間に少なくとも一部分が位置する主磁極とを備える熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。上記特許文献３においては、第１及び第２の近接場光発生部にレーザー光などのエネルギー線が照射されると、双方の近接場光発生部の先端で近接場光が発生することが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、焦点領域に電磁波を向けるための手段と、上記電磁場の電界に実質的に平行な長手方向軸線を有し、上記電磁場を向けるための手段の外側に位置する金属ナノ構造体とを備え、上記電磁波が金属ナノ構造体上に表面プラズモンを発生する近視野光トランスジューサが開示されている。上記特許文献４の図１７には、二次元の光波ガイドＳＩＭおよび金属ピンを含むトランスジューサが開示され、２つのグレーティングを有する薄膜プレーナー状光波ガイドに結合された光ビーム間でπの位相差が生じるようにシフトされている。
【０００７】
特許文献５には、光を透過させる誘電体、当該誘電体より低い屈折率を有する低屈折率誘電体層、および金属層がこの順で配置される電磁場発生手段と、上記電磁場発生手段に対し、入射光を、上記誘電体側から、かつ、上記低屈折率誘電体層および上記金属層にて吸収される入射角度で、照射する照射手段とを有し、上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面の所定の端部から、電磁場を、記録媒体における記録層に対して出射させる電磁場照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９３２８４０号公報
【特許文献２】特許第４１００１３３号公報
【特許文献３】特開２００９−１６３８０６号公報
【特許文献４】特許第４１０４５８４号公報
【特許文献５】特許第４３６８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている技術においては、効率的な近接場光を発生させるために、入射光をＰ偏光とする必要があるとともに、磁気ポールと記録媒体との間で近接場光を発生させるので、磁性体が近接場光発生源となり、高強度の近接場光を得ることが難しい。
【００１０】
ここで、磁気ヘッドと光源となる半導体レーザー素子とを一体化しようとすることを考えれば、上記のＰ偏光を入射光として得るためには、ＴＭモードで発振する半導体レーザー素子を適用することが現実的である。しかしながら、一般に、高効率の近接場光が得られる波長範囲（可視光から近赤外領域）では、量子井戸構造を適用する高出力の半導体レーザー素子において、ファセットミラー反射率と利得がともに大きいために、ＴＭモードよりもＴＥモードの方が発振し易い。このため、ＴＭモードレーザー素子よりもＴＥモードレーザー素子の方が、製造が容易であるとともに高出力化し易い特徴を有している。
【００１１】
従って、入射光にＰ偏光を必要とすることは、半導体レーザー素子の製造コストを増大させるとともに、高出力が得られにくいため、効率的な熱アシスト記録が難しい。
【００１２】
特許文献２に開示されている技術においては、微小な散乱体において高強度の近接場光を発生させるために、近接場光発生部材に光源からの光を局所的に絞り込んで照射する必要があり、導波路やホログラム・レンズといった集光部材が必要となる。このため、部品点数が増え、製造工程が複雑になるとともに、光源とこれらの集光部材との間で高精度の位置決めが必要になるという課題が存在する。また、散乱体の先端、すなわち、媒体対向位置において高強度の近接場光を発生させるためには、Ｚ軸方向の偏光、すなわち、Ｐ偏光を用いる必要があり、このために、特許文献１と同様にＴＭモードのレーザー素子を適用する必要がある。更に、散乱体が小さいため高強度の光を投入した場合に放熱効果が低く、蓄熱による散乱体の形状変化を招く虞がある。加えて、光源またはミラーが記録媒体対向面近傍に備えられているため、レーザー光の一部が散乱体に導かれる過程で記録媒体に照射され、記録媒体を誤消去してしまう虞がある。
【００１３】
特許文献３に開示されている技術においては、発光素子であるレーザー素子の偏光方向について記載は無く、特許文献２と同様に、光源と近接場光発生部材との間に導波路を備える構成であるために、部品点数が増え、製造工程が複雑になるとともに、光源とこれらの集光部材との間で高精度の位置決めが必要になるという課題が存在する。また、上記近接場光発生部の直上から光を入射させる構成であるために、上記の光源と近接場光発生部材との間である、上記近接場光発生部材の上方に導波路を構成する部材を形成する必要があるため、近接場光発生部材の面積（体積）が小さくなり、高強度のレーザー光照射や高強度の近接場光発生に伴う熱によって、近接場光発生部材が変形する虞がある。
【００１４】
特許文献４に開示されている技術においては、グレーティング上のトランスジューサにＴＥモードの光源から光を入射させて近接場光発生部に導き、近接場光を発生させるが、π位相シフトした２つのグレーティングを高い精度で形成する必要があるとともに、近接場光を生じるピンを焦点位置に高精度に合わせる必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、簡易な構成を用い、高強度の近接場光を記録媒体に照射可能とするとともに、製造工程において高い位置決め精度や角度精度を必要としない熱アシスト磁気ヘッドおよびこれを備えた熱アシスト磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドは、磁気記録媒体に対して記録磁界を印加するための磁界印加手段、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部がスライダに保持された熱アシスト磁気ヘッドであって、上記近接場光発生部は、媒体対向面を上記スライダの底面としたときに上記スライダの流出端の側面と対向するように配置された金属膜に形成された上記媒体対向面に垂直に延在した溝の上記磁気記録媒体に対向した端部であり、上記半導体レーザー素子は、ＴＥモード発振するものであって、上記スライダの上記流出端の上記側面と対向するように配置されているとともに、その出射端面が上記スライダの上記流出端の上記側面から上記金属膜より離れた位置に配置され且つ上記近接場光発生部にレーザー光が照射されるような方向に上記媒体対向面に対して傾斜している。本発明において、「溝」は、金属膜を貫通しないものだけでなく、貫通するものを含む。
【００１７】
これによれば、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光の強度が、溝で増幅され、高強度の近接場光を近接場光発生部から記録媒体に照射することが可能となる。また、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光がＴＥモード発振するものであるため、半導体レーザー素子の高出力化が容易である。さらに、半導体レーザー素子の高出力化により、近接場光発生部や半導体レーザー素子の位置決め精度および半導体レーザー素子の出射端面の傾斜角の精度を緩和できる。
【００１８】
更に、上記熱アシスト磁気ヘッドは、高熱伝導性の金属膜に形成された溝を利用して近接場光を生成するために、レーザー光の照射に伴って近接場光発生部に発生する熱を効率良く拡散させることができる。
【００１９】
また、上記熱アシスト磁気ヘッドは、高出力化が容易なＴＥモード発振する半導体レーザー素子を用いているため、キュリー温度の高い磁性体層を備える記録媒体に対しても記録が可能である。
【００２０】
また、上記熱アシスト磁気ヘッドは、媒体対向面に垂直な方向に延在した溝が形成されたものであるため、記録媒体との擦れが生じた場合にも近接場光発生部の損傷を防ぐことが出来る。また、研磨やイオンミリングによって媒体対向面が形成された場合にも、近接場光発生部が消失すること無く、且つ、近接場光発生部と磁気ポールとの距離を一定に保ち、媒体対向面の所望の位置に確実に近接場光発生部を形成することができる。
【００２１】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の高さ位置は上記媒体対向面から５００ｎｍ以上１０μｍ以下の距離であってよい。
【００２２】
これによれば、漏れ光の影響を防ぎつつ近接場光による微小サイズの記録が可能な熱アシスト磁気ヘッドを提供できる。
【００２３】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の上記媒体対向面に対する傾斜角は１５°以上７５°以下であってよい。
【００２４】
上記溝は、上記金属膜にスリットとして形成されていてよい。
【００２５】
上記溝は、上記金属膜に窪みとして形成されていてよい。
【００２６】
これらによれば、高強度の近接場光を記録媒体上に照射することが可能となる。
【００２７】
上記溝が、上記媒体対向面の近傍で上記金属膜に窪みとして形成され、上記窪みよりも上記媒体対向面から離れた位置で、上記金属膜に上記窪みと連続したスリットとして形成されていてよい。
【００２８】
これによれば、高強度の近接場光を記録媒体上に照射することが可能となるとともに、金属膜に通電すれば、窪みとして形成された箇所がシングルターンコイルとして磁界印加手段として機能する。これにより、近接場光発生箇所と磁界印加箇所とを同一とすることが可能となるため、効率的な熱アシスト記録を行うことが可能となるとともに、近接場光発生部とは別体の磁界印加手段を設ける必要が無い。
【００２９】
上記溝及び上記近接場光発生部と接する誘電体が形成され、上記誘電体の屈折率をｎ、上記溝の媒体対向面に垂直な方向の長さをＬ、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長をλとしたときに、波長λで規格化した光学距離（ｎ×Ｌ）／λが０．１以上、１．０以下であってよい。
【００３０】
上記溝及び上記近接場光発生部と接して誘電体が形成されているとともに、上記誘電体の屈折率が１．０以上、２．５以下であり、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長は６５０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であり、上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さは６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であってよい。
【００３１】
これらによれば、それぞれの設定値において他の設定値を調整することで溝の長さＬを利用した共振構造を得ることが可能となり、より高い近接場光強度の増幅を得ることが可能となる。これにより、半導体レーザー素子の低消費電力化が可能となる。また、近接場光強度が大きくなることにより、高いキュリー温度の記録媒体に対しても記録が可能となる。さらに、近接場光と漏れ光との強度差を大きくできるので、高い信号品質で熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００３２】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記磁界印加手段が上記近接場光発生部よりも上流に配置されていてよい。
【００３３】
これによれば、従来の磁気ヘッドの製造プロセスを大きく変更することなく、高効率の熱アシスト磁気記録が可能な熱アシスト磁気ヘッドを製造可能となる。
【００３４】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記近接場光発生部が上記磁界印加手段よりも上流に配置されていてよい。
【００３５】
これによれば、記録媒体の小領域が近接場光で加熱されてから記録媒体の移動に伴って当該小領域に磁界が印加されることになるため、金属膜と磁界印加手段との間隔を広げることが可能となり、素子設計の自由度が高くなるとともに、金属膜と磁界印加手段との間に形成される膜の膜厚精度を緩和することが可能となる。
【００３６】
本発明の熱アシスト磁気記録再生装置は、上述した何れかの熱アシスト磁気ヘッドと、上記熱アシスト磁気ヘッドによって磁気情報が記録される磁気記録媒体とを備えている。
【００３７】
これによれば、上述したような効果を有する熱アシスト磁気ヘッドを用いた熱アシスト磁気記録再生装置が製造可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドによれば、高熱伝導性の金属膜に形成された溝の磁気記録媒体に対向した端部を近接場光発生部としているため、レーザー光の照射に伴って近接場光発生部に発生する熱を効率良く拡散できる。また、近接場光発生部と他部材との位置関係が固定される。さらに、磁気記録媒体との摩擦等に対する近接場光発生部の耐久性を向上できる。これに加えて、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光がＴＥモード発振するものであるため、半導体レーザー素子の高出力化が容易である。この高出力化により、半導体レーザー素子、近接場光発生部等の部材の位置決め精度や角度精度を緩和できる。また、近接場光の強度が大きくなることでキュリー温度の高い磁性体層を備える記録媒体に対しても記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発生部形状の例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発生部形状の他の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの製造手順を示す概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る熱アシスト磁気再生ヘッドの構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例１における、溝の長さＬと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例１における、記録媒体表面での媒体移動方向の電界強度変化を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２における、半導体レーザー素子の傾斜角θと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例３における、溝の長さＬと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例７における、溝内部での溝の長さ方向についての電界強度分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例８における、屈折率ｎと電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝の長さＬの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例９における、レーザー光の波長λと電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝の長さＬの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態について以下に説明する。図１には、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の概略図を示す。図１（ａ）は、熱アシスト磁気ヘッド１１の側面図、図１（ｂ）は熱アシスト磁気ヘッド１１の図１（ａ）とは別方向から見た側面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１は、記録媒体１５０に対して磁界を印加して磁気情報を記録するための記録素子１０２、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部１０４２がスライダ１０１に保持されている。近接場光発生部１０４２は、媒体対向面Ｓをスライダ１０１の底面としたときにスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置された金属膜１０４に形成された媒体対向面Ｓに垂直に延在した溝１０４１の記録媒体１５０に対向した端部である。半導体レーザー素子１０６は、ＴＥモード発振するものであって、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１から金属膜１０４より離れた位置に配置され且つ近接場光発生部１０４２にレーザー光１０７が照射されるように媒体対向面Ｓに対して傾斜している。また、第１の誘電体１０３が、金属膜１０４に接して、金属膜１０４より上流に、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように配置されている。
【００４１】
溝１０４１には、ＴＥモード発振する半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７が照射され、溝１０４１が媒体対向面Ｓに達する位置、すなわち、近接場光発生部１０４２において近接場光（図示しない）が発生する。そして、記録媒体１５０に近接場光が照射される。これとともに磁気ポール１０２３から記録磁界が記録媒体１５０に印加されることによって、記録媒体１５０の磁性体層１５０１に磁気情報が記録される。記録媒体１５０は図１（ａ）において紙面左方向、図１（ｂ）において紙面手前方向に移動し、移動に伴って生じる空気流の圧力によって熱アシスト磁気ヘッド１１が記録媒体１５０上で浮上する。光源としての半導体レーザー素子１０６は、金属膜１０４に形成された溝１０４１に対して、斜め上方から光を照射する。このとき、半導体レーザー素子１０６は、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７の方向が、記録媒体対向面Ｓに直交する方向に対して傾斜角θだけ傾くように配置されている。このとき、レーザー光１０７の中心軸方向に垂直でありレーザー光１０７が出射される活性層の端面を出射端面Ｓ２とすると、この出射端面Ｓ２も媒体対向面Ｓに対して傾斜角θだけ傾いている。半導体レーザー素子１０６と金属膜１０４との間は、適宜、誘電体である傾斜部材１０８が形成されている。熱アシスト磁気ヘッド１１にはこのような構成に加えてＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子に代表される再生素子１０９が記録素子１０２のより上流に備えられている。記録素子１０２、再生素子１０９は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に接して形成された誘電体基板１１３内に形成されている。
【００４２】
ここで、説明の便宜のため、図１においては、以下のようにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定める。すなわち、記録媒体１５０の面に直交する紙面上下方向をＺ軸とし、紙面上方向をＺ軸の正方向とする。高さ方向とは、このＺ軸正方向を指す。また、記録媒体１５０の面に平行で、紙面上記録媒体１５０が移動する方向をＹ軸とし、紙面右側をＹ軸正方向とする。記録媒体１５０は、Ｙ軸負方向に向かって移動する。さらに、記録媒体１５０の面に平行で、紙面奥行き方向をＸ軸とし、紙面手前をＸ軸正方向とする。スライダ１０１の流出端１１０とは、スライダ１０１における媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間に流れる空気流が流出する端部を指し、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１とは、スライダ１０１において、媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間から流出する空気流と交差する方向に延在する側面を指す。また、スライダ１０１の流入端１１２とは、スライダ１０１における媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間に流れる空気流が流入する端部を指す。さらに、Ｙ軸正方向を上流とする。これらの軸の向きは図２以降においても同じように定義されているものとする。また、特に表記しない限り、各図中に示したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を用いて、方向を示すことがある。
【００４３】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１に用いられるスライダ１０１および誘電体基板１１３には、公知の磁気記録ヘッドに適用されるスライダを適用可能であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣに代表されるセラミック材料を使用できる。スライダ１０１の記録媒体１５０との対向面である媒体対向面Ｓには、記録媒体１５０が移動する際に生じる空気流の圧力を受けて、記録媒体１５０上を数ｎｍから１０ｎｍ程度までの高さで浮上するように、ＡＢＳ（ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）と称される凹凸パターンが設けられている。
【００４４】
記録素子１０２としては、公知の垂直磁気記録方式に適用される磁気ヘッドに搭載される記録素子１０２を用いることができる。記録素子１０２は、ヨーク１０２１、コイル１０２２、及び、磁気ポール１０２３を有している。ヨーク１０２１と磁気ポール１０２３は熱アシスト磁気ヘッド１１の媒体対向面Ｓまで延在している。磁気ポール１０２３の先端部は、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光に対して記録磁界発生位置を近づけるために、必要に応じて、媒体対向面Ｓの近傍で近接場光発生部１０４２に近づくような形状とされていてもよい。また、記録素子１０２として公知の水平磁気記録方式に適用される磁気ヘッドに搭載される記録素子を用いてもよい。
【００４５】
第１の誘電体１０３は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成され、近接場光発生部１０４２における近接場光の強度を高める役割を果たすものであって、金属膜１０４と記録素子１０２とが接触することを防ぐために形成されるものである。第１の誘電体１０３は、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長において透明であるものが望ましい。具体的には、酸化Ｓｉや酸化Ａｌ、酸化Ｔｉ、酸化Ｔａ、窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、フッ化Ｍｇ等の誘電体材料を用いることが出来る。良好な熱アシスト記録を実施するためには、磁気ポール１０２３と、近接場光発生部１０４２との距離は、近接場光が達する距離以下とすることが望ましく、これらの観点から、第１の誘電体層１０３の膜厚は、例えば２ｎｍ以上１００ｎｍ以下となっている。
【００４６】
金属膜１０４は、レーザー光１０７が照射されることによって表面プラズモンが発生する金属材料からなる。金属膜１０４には、媒体対向面Ｓに直交する方向（Ｚ方向）に延在した溝１０４１が形成されている。溝１０４１の下端は、媒体対向面Ｓに達している。溝１０４１が形成されていることで高強度の近接場光が近接場光発生部１０４２において発生する。金属膜１０４は、近接場光を発生する役割とともに、近接場光の発生に伴って生じる熱を金属膜１０４上に拡散させ、周辺部材を通じて外部に放出することで近接場光発生部１０４２を含む溝１０４１の熱変形を抑制する放熱体としての役割を果たす。金属膜１０４は、Ｙ軸方向下流から第１の誘電体１０３と接するとともに、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成され、その材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｕや、これらの合金材料を適用することが可能である。金属膜１０４の膜厚は、近接場光発生部１０４２において発生する近接場光の記録媒体１５０上での強度が、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７が近接場光発生部１０４２を介さずにＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光として記録媒体１５０に到達する光の強度よりも大きくなるように決定される。これと同時に、金属膜１０４は近接場光発生部１０４２において近接場光が発生した際に生じる熱を伝播させ、放熱効果を得る役割を果たす必要がある。このような観点から、金属膜１０４の膜厚は例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下程度となっている。
【００４７】
溝１０４１は、スライダ１０１とは反対方向を向いており、媒体対向面Ｓに対して略直交する方向に延在するように金属膜１０４上に形成されている。媒体対向面Ｓにおける溝１０４１の具体的断面形状を、図２（ａ）〜（ｄ）において、溝１０４１ａ〜１０４１ｄとして例示する。図２（ａ）、（ｃ）に示す溝１０４１ａ及び１０４１ｃは、媒体対向面Ｓを含む全長において金属膜１０４がＸ方向に分断されたスリットである。図２（ｂ）、（ｄ）に示す溝１０４１ｂ及び１０４１ｄは、媒体対向面Ｓを含む全長において金属膜１０４が連続し、Ｙ方向に金属膜１０４の厚みが薄くなった窪みとなっている。すなわち、溝１０４１は、金属膜１０４にこれを貫通するスリットとして形成されてもよいし、金属膜１０４にこれを貫通しない窪みとして形成されてもよい。
【００４８】
溝部１０４１ａ〜１０４１ｄはＺ方向（紙面奥行き方向）に一定長さに連続して形成され、少なくともその記録媒体に対向した端部（Ｚ方向下端）において、金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面部分同士がＸ方向に対向する箇所を備えている。すなわち、図２（ａ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ａの先端であるスリット幅が最も狭くなった頂点の位置に近接場光発生部１０４２ａが形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ａにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ微小平面同士がＸ方向に対向している。図２（ｂ）においては、溝１０４１ｂの内壁側面である金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向して近接場光発生部１０４２ｂが形成されている。図２（ｃ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ｃの先端にＹ軸方向に幅の等しいスリットが近接場光発生部１０４２ｃとして形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ｃにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向している。図２（ｄ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ｄの先端に溝１０４１ｄが近接場光発生部１０４２ｄとして形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ｄにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向している。
【００４９】
すなわち、金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面部分同士がＸ方向に対向する箇所においては、ＴＥモード発振する半導体レーザー素子１０６から発せられたレーザー光１０７が特に増幅され、溝１０４１ａ〜１０４１ｄの下端（これらの例において媒体対向面Ｓと同じ高さにある）がそれぞれ近接場光発生部１０４２ａ〜１０４２ｄとして機能する。なお、溝１０４１ａ〜１０４１ｄは、図２（ａ）〜（ｄ）に示したように必ずしも断面形状が上下に対称な形状である必要は無い。また、上記のように、金属膜１０４同士がＸ方向に対向する箇所を備えていれば形状は問わない。
【００５０】
図２（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に示した形状のように、Ｙ軸方向に沿って溝１０４１ａ、１０４１ｃ、及び１０４１ｄがＸ方向の幅の変化する傾斜部１０４５ａ、１０４５ｃ、及び１０４５ｄを備える場合には、Ｙ軸正方向（図２における紙面右方向）に幅が狭くなるように形成することで、近接場光を磁気ポール１０２３の近傍で発生させることが可能となるとともに、溝１０４１を形成する際に、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成された金属膜１０４に対して加工し易い構造となる。
【００５１】
近接場光の発生源として、このような金属膜１０４に形成された溝１０４１を用いることにより、例えば、特許文献２に記載された散乱体のように、局所的に近接場光発生部材が形成される場合に比べて、熱伝導率の高い金属膜１０４の表面積を放熱体として利用できるため、近接場光が発生する際に生じる熱を拡散させて外部に放出する効果が高い。また、図２（ｂ）や（ｄ）に示す溝１０４１ｂ、１０４１ｄを用いれば、金属膜１０４はそれより上流に配置された記録素子１０２や再生素子１０９へレーザー光が照射されるのを防ぐ遮蔽膜として機能するため、これらの素子の耐久性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、本願実施形態においては、特許文献３のように近接場光発生部材の上方に導波路等の部材が配置されていないため、金属膜１０４を高さ方向に延在して配置させることが可能である。これにより近接場光の発生に伴う熱をより効果的に拡散できる。このため、高強度のレーザー光１０７の照射や高強度の近接場光発生が行われた場合にも、近接場光発生部１０４２を含む溝１０４１の熱による変形を防ぎ、高い放熱効果が得られる熱アシスト磁気ヘッド１１を提供することが出来る。
【００５３】
第２の誘電体１０５は、金属膜１０４を保護するとともに、半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７を透過させて金属膜１０４に形成された溝１０４１に到達させる役割を果たすために設けられたものであって、第１の誘電体１０３と同じ材料で構成されて構わない。第２の誘電体１０５も第１の誘電体１０３と同様に、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長において透明であるものが望ましい。具体的には、酸化Ｓｉや酸化Ａｌ、酸化Ｔｉ、酸化Ｔａ、窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、フッ化Ｍｇ等の誘電体材料や透明樹脂を用いることが出来る。
【００５４】
半導体レーザー素子１０６は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置され、金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対してその底面を傾斜角θだけ傾けて配置される。このとき、半導体レーザー素子１０６の出射端面Ｓ２は媒体対向面Ｓに対して傾斜角θが与えられて配置される。傾斜角θが０度である場合には、半導体レーザー素子１０６の活性層はＸ−Ｚ平面に平行となり、出射端面Ｓ２は媒体対向面Ｓに平行となる。半導体レーザー素子１０６は、金属膜１０４に形成された溝１０４１に対してレーザー光１０７を照射するものであって、公知の半導体レーザー光源を用いることが可能である。半導体レーザー素子１０６の発振波長は、特に限定するものではないが、近接場光発生部１０４２から高強度の近接場光を発生させる観点から、例えば６５０ｎｍから８３０ｎｍの範囲とすることが望ましい。半導体レーザー素子１０６は、発せられるレーザー光１０７の偏光が金属膜１０４の膜面に対してＳ偏光となるようなＴＥモード発振を行う。このようなＴＥモード発振を行う半導体レーザー素子１０６を用いることにより、ＴＭモード発振を行う半導体レーザー素子を用いた場合に比べて高出力のレーザー光１０７を発生させることが可能となるため、記録媒体１５０に対して高強度の近接場光を照射することができ、効率的に記録媒体１５０を加熱して、情報を記録することが可能となる。
【００５５】
半導体レーザー素子１０６のレーザー光１０７を発生する出射端面Ｓ２は、媒体対向面Ｓからの高さが５００ｎｍから１０μｍの範囲に配置されている。媒体対向面Ｓからの距離が５００ｎｍよりも小さくなると、半導体レーザー素子１０６から発せられるＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光の影響が大きくなり、記録媒体１５０の磁気情報が誤書き込み、または、誤消去される虞が生じる。また、媒体対向面Ｓからの高さが１０μｍよりも大きくなると、記録に十分な強度の近接場光を近接場光発生部１０４２から発生させることが難しくなる。
【００５６】
傾斜部材１０８は、半導体レーザー素子１０６の底面を金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対して傾斜角θで傾斜させて保持するための部材であって、金属膜１０４が形成されたスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向する側面１１１に平行な面と、これとＹ−Ｚ平面で角度θをなす面とを有している。傾斜部材１０８に適用される材料は特に限定されるものではないが、半導体レーザー素子１０６の発光に伴う温度上昇においても変形せず、且つ、放熱性の高い材料であることが望ましい。具体的には、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣに代表されるセラミック材料、窒化Ａｌに代表される誘電体材料、ステンレス等の金属材料などを適用可能である。図１（ａ）にはＹ−Ｚ平面において三角形の傾斜部材１０８を例示しているが、半導体レーザー素子１０６を金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対して傾斜角θで傾斜させて保持することが出来るものであれば形状は問わず、半導体レーザー素子１０６の上部のみを支持し、傾斜角θを付与するものであっても構わない。
【００５７】
記録媒体１５０は、基板１５０２上に磁性材料を含んだ磁性体層１５０１が単層または複数層積層して形成され、記録時には熱アシスト磁気ヘッド１１からの近接場光の照射と記録素子１０２からの磁界印加とによって磁性体層１５０１の磁化方向が反転し、磁気情報を記録する。磁気情報を記録する磁性体層１５０１は、ＦｅやＣｏ、又は、これらの合金に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｉ等の金属元素やＢ、Ｃ等の元素を含んで構成され、必要に応じて層中の面内方向に非磁性材料で分割されたものであってもよい。また、磁性体層１５０１と基板１５０２との間には、軟磁性裏打ち層を備えていてもよい。
【００５８】
ここで、図２（ｂ）及び（ｄ）に示したように、溝１０４１が窪みとして形成されている場合には、図３のように、近接場光発生部１０４２が同時に記録磁界を発生する記録磁界発生部としての機能を兼ね備えていてもよい。
【００５９】
図３には、図２（ｂ）に記載の形状の窪みがＺ方向に延在した金属膜１０４において、記録磁界発生を兼ねる構造について図示している。図３に示すように、記録磁界発生を兼ねる金属膜１０４は、溝１０４１ｅがＺ方向に連続的に形成された箇所よりも上方において、溝１０４１のＸ方向の幅よりも大きな幅を有するスリット部１０４３によってＸ方向に２つに分断されている。これにより、金属膜１０４は、スリット部１０４３で分断された左右の部分を各々電極部１０４４ａ、１０４４ｂとして、溝１０４１が形成された領域に電流を流し、近接場光発生部１０４２ｂから磁界を発生させることの出来るシングルターンコイルとなる。ここで、電極部１０４４ａ、１０４４ｂにおける電流経路の断面積よりも、溝１０４１ｂにおける電流経路の断面積が狭いことにより、近接場光発生部１０４２ｅ近傍で、大きな記録磁界を発生させることが可能となる。
【００６０】
図３に示したような金属膜１０４を適用し、近接場光発生部１０４２が記録磁界を発生する磁気ポール１０２３を兼ねる場合には、図１に示した熱アシスト磁気ヘッド１１の構成において、記録素子１０２が備えられなくても構わない。
【００６１】
また、図２（ｂ）及び（ｄ）に示したような、溝１０４１が窪みとして形成される場合には、近接場光発生部１０４２が磁気ポール１０２３を兼ねるか否かを問わず、第１の誘電体１０３は備えられていなくても良い。これは、溝１０４１が窪みとして形成される場合には、近接場光発生部１０４２は、溝１０４１内に収まるため、第１の誘電体１０３と接することが無く、記録素子１０２が形成された誘電体基板１１３に接して金属膜１０４が直接形成されていても近接場光の発生強度に大きな影響は無いからである。ただし、磁気ポール１０２３と金属膜１０４とが電気的に接触することを防ぐ必要がある場合は、この限りではない。
【００６２】
また、図１において、傾斜部材１０８とスライダ１０１との間には、第１の誘電体１０３と金属膜１０４とが形成されているが、これらの部材が必ずしも傾斜部材１０８とスライダ１０１との間に形成されている必要はない。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）において、第１の誘電体１０３と金属膜１０４とは、これらの両方または何れか一方が、傾斜部材１０８よりも紙面下側の領域のみに形成されていても構わない。場合によっては、傾斜部材１０８は誘電体基板１１２と一体として構成されていても構わない。すなわち、傾斜部材１０８は、誘電体基板１１２に加工が加えられて形成された傾斜面であっても構わない。
【００６３】
次に、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造方法の一例を図４（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。なおここでは、図２（ａ）に示した、溝１０４１がスリットとして金属膜１０４に形成される場合について示す。
【００６４】
まず、図４（ａ）に示すように、スライダ１０１となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’上に誘電体基板１１３を形成する。そして、誘電体基板１１３上に再生素子１０９と記録素子１０２とをスパッタリング法や電鋳法、フォトリソグラフィを組み合わせて形成する。これらの部材の周囲は媒体対向面Ｓと図４において紙面上方の面であり、以降の工程で第１の誘電体１０３を形成する面を除いて誘電体膜や樹脂材料を用いて封止する。なお、再生素子１０９と記録素子１０２の製造方法は公知の垂直磁気記録方式の磁気記録装置に使用される磁気ヘッドの製造方法を適用することができる。ここで、記録素子１０２は、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、ヨーク１０２１、磁気ポール１０２３の順に配置する。
【００６５】
記録素子１０２形成後、図４（ｂ）に示すように、誘電体基板１１３上に第１の誘電体１０３を形成する。第１の誘電体１０３の形成に続き、金属膜１０４を形成する。第１の誘電体１０３や金属膜１０４はスパッタリング法または蒸着法を用いて形成可能である。
【００６６】
続いて、図４（ｃ）に示すように、金属膜１０４に溝１０４１をフォトリソグラフィ、電子ビーム露光またはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）加工等によって形成する。このときの溝１０４１は一方の端が媒体対向面Ｓに達するように形成する。
【００６７】
続いて、図４（ｄ）に示すように傾斜部材１０８を金属膜１０４上に形成する。傾斜部材１０８の形成に際しては、蒸着法またはスパッタリング法に代表される成膜手法を用いた上で、成膜に際して遮蔽板による部分的な遮蔽を行って、形成される膜厚を傾斜させることで傾斜部材１０８を形成してもよく、このような遮蔽板を用いずに成膜を行った場合、フォトリソグラフィ等のリソグラフィ手段によって傾斜面を形成しても良い。さらには、予め機械加工によって作成された傾斜部材１０８を樹脂接着剤やＡｕＳｎ等の高融点半田、原子拡散に代表される接合手法によって金属膜１０４上に接合しても良い。
【００６８】
続いて、図４（ｅ）に示すように、傾斜部材１０８上に半導体レーザー素子１０６を接合する。この際の接合についても樹脂接着剤やＡｕＳｎ等の高融点半田、原子拡散を利用した接合手法等を適用することが可能である。さらに続いて、第２の誘電体１０５をスパッタリングや蒸着に代表される成膜方法や、樹脂材料の塗布によって形成する。
【００６９】
続いて、図４（ｆ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’からスライダ１０１を切り出した上で、媒体対向面ＳまでＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって研磨を行った後、イオンミリング等のエッチング手法を利用して上記媒体対向面ＳにＡＢＳ面パターンを形成する。これらの作製に際しては、公知の磁気ヘッドの製造方法を適用可能である。
【００７０】
ここで、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１は、媒体対向面Ｓに直交する方向であるＸ−Ｚ平面に金属膜１０４及び溝１０４１が連続的に形成されている。このことにより、記録媒体１５０との擦れが生じた場合にも近接場光発生部１０４２の損傷を防ぐことが出来るとともに、ＣＭＰ研磨やイオンミリングによって媒体対向面Ｓが形成された場合にも、近接場光発生部１０４２と磁気ポール１０２３との位置関係が変化することなく、媒体対向面Ｓの所望の位置に確実に近接場光発生部１０４２を形成することができる。
【００７１】
なお、図４（ａ）〜（ｆ）を用いて説明した製造工程では、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’上に素子構造を形成してからスライダ１０１の切り出しを行ったが、先にスライダ１０１の切り出しを行った上で図４（ａ）〜（ｅ）に示した素子構造を形成しても構わない。
【００７２】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１を適用することによって、半導体レーザー素子１０６から発せられた光の強度を上回る高強度の近接場光を記録媒体１５０に対して照射することが出来、極微細な領域の局所加熱を行って熱アシスト磁気記録を行うことが出来る。また、レンズ集光系や導波路構造、グレーティング構造を用いることのない極めて簡易な構成を用いて記録媒体１５０に対して高強度の近接場光を照射可能であるため、製造工程が簡略化されるとともに、レンズや導波路と半導体レーザーとの高精度な位置決めが不要となり、製造が容易になる効果を奏する。更に、高出力化に適したＴＥモードレーザーを半導体レーザー素子１０６として用いるため、高出力の近接場光を記録媒体１５０に照射可能となり、キュリー温度の高い記録媒体１５０に対しても記録が可能となる。加えて、近接場光発生部１０４２が溝１０４１を用いて形成されているため、熱伝導率の高い金属膜１０４の表面積を大きくすることが出来、高強度のレーザー光１０７の照射や高強度の近接場光発生に伴って生じる熱を効率良く拡散させて外部に放出できる。また、金属膜１０４が記録素子１０２や再生素子１０９への光照射を防ぐ遮蔽膜として機能するため、これらの素子の耐久性を高めることが可能となる。熱アシスト磁気ヘッド１１の製造に際しては、媒体対向面Ｓに対して直交する方向に金属膜１０４及び溝１０４１が形成されていることにより、ＣＭＰ研磨やイオンミリングによって媒体対向面Ｓが形成された場合にも、近接場光発生部１０４２と磁気ポール１０２３との間の距離が変化することなく、媒体対向面Ｓの所望の位置に確実に近接場光発生部１０４２を形成することができる。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
本願の第２の実施形態について図５を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態において説明した部材やその機能については同じ符号を付して説明を省略する。第１の実施形態に示した熱アシスト磁気ヘッド１１は、流入端１１２から流出端１１０、すなわちＹ軸の正方向から負方向に向かって、磁気ポール１０２３、第１の誘電体１０３、金属膜１０４の順に配置した構成であるのに対して、第２の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド２１は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、流入端１１２から流出端１１０、すなわちＹ軸の正方向から負方向に向かって、金属膜１０４ｆ、第１の誘電体１０３、磁気ポール１０２３ｆの順に配置した構成である。本実施形態のように金属膜１０４ｆを磁気ポール１０２３ｆよりも流入端１１２の近くに配置することにより、記録媒体１５０に対してまず、近接場光発生部１０４２ｆからの近接場光照射に伴う加熱が行われ、続いて、磁気ポール１０２３ｆから記録磁界が印加されて磁気情報が記録される。記録媒体１５０の加熱が磁気ポール１０２３ｆより流入端１１２に近い位置で行われることにより、温度上昇した磁性体層１５０１が記録媒体１５０の移動に伴って磁気ポール１０２３ｆ下に入り磁気情報が記録されるので、金属膜１０４ｆと磁気ポール１０２３ｆの間隔、すなわち第１の誘電体１０３の厚みを第１の実施形態よりも広げることが可能となり、素子設計の自由度が高くなるとともに、第１の誘電体１０３に要求される膜厚精度を緩和することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態においては半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７は金属膜１０４ｆに形成された近接場光発生部１０４２ｆに直接照射されていないが、このような構成でも近接場光発生部１０４２ｆが近接場光を発生することは可能である。これは、レーザー光１０７が磁気ポール１０２３ｆによって散乱され、その伝播成分と近接場成分とによって金属膜１０４ｆの溝１０４１ｆ、引いては近接場光発生部１０４２ｆで電界増強を生じていると考えられる。従って、本実施形態において上記の近接場成分を近接場光発生部１０４２ｆにおける電界増強に有効に活用する観点から、磁気ポール１０２３ｆと近接場光発生部１０４２ｆとの間の距離はレーザー光１０７の波長以下、より好ましくは、磁気ポール１０２３ｆのＸ軸方向（レーザー光１０７の偏光方向）の幅以下に設定することが望ましい。
【００７５】
本実施形態における溝１０４１ｆには、第１実施形態において説明したような様々な形状のものを適用できる。また、誘電体基板１１３ｆ、記録素子１０２ｆおよびその構成要素であるヨーク１０２１ｆ、コイル１０２２ｆ、磁気ポール１０２３ｆについても形状は異なるが第１実施形態で説明したものと同じものを適用できる。
【００７６】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド２１の製造方法は、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造方法に準ずるものであって、金属膜１０４ｆ、第１の誘電体１０３、磁気ポール１０２３ｆを形成する順が、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１における形成順と逆になる。従って、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１における製造手順において、記録素子１０２ｆを形成する途中の段階、すなわち、ヨーク１０２１ｆとコイル１０２２ｆが形成された状態で、溝１０４１ｆの形成を含んだ金属膜１０４ｆの形成と第１の誘電体１０３の形成を行い、これに続いて磁気ポール１０２３ｆを形成する。
【００７７】
図５（ａ）及び（ｂ）に示した熱アシスト磁気ヘッド２１の構成においては、金属膜１０４ｆが、記録素子１０２ｆのヨーク１０２１ｆと磁気ポール１０２３ｆとを繋ぐ箇所を避ける形でスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向して形成されている場合を記載している。しかしながら、これ以外にも、ヨーク１０２１ｆと磁気ポール１０２３ｆとを繋ぐ箇所を避ける形となっていればよく、当該箇所の左右、すなわち図中Ｘ方向やＺ方向にも、金属膜１０４ｆが拡張されて配置されていても構わない。このように金属膜１０４ｆの面積を大きくすることにより、近接場光発生時の熱を拡散させる効果が大きくできる。
【００７８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態として、第１または第２の実施形態に示した熱アシスト磁気ヘッド１１、２１を磁気記録再生装置２００１に適用する形態について図６に示す。
【００７９】
本実施形態に係る磁気再生装置２００１は、第１または第２の実施形態と同構成の熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と、ディスク状の記録媒体１５０と、記録媒体１５０を回転駆動するためのスピンドル３０１と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１を支持固定するサスペンションアーム３０２と、サスペンションアーム３０２を記録媒体１５０上で駆動するボイスコイルモーター３０３と、これらを制御するための制御回路３０４とを含んで成る。制御回路３０４には、スピンドル３０１の回転駆動を制御する回転駆動制御装置３０５と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と信号をやり取りする信号処理装置３０６と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１に形成された半導体レーザー素子１０６の出力を制御する出力制御装置３０７と、読み出した情報を蓄積するためのメモリ装置３０８とが含まれる。これらの構成は熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と出力制御装置３０７を除いて、何れも公知のハードディスクに用いられる構成である。
【００８０】
スピンドル３０１の回転数は、記録再生を行うことができる回転数であればよく、特に限定するものでは無いが、例えば１８００ｒｐｍから７２００ｒｐｍの回転数を用いることができる。
【００８１】
次に、磁気記録再生装置２００１の動作について説明する。電源が投入されると、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１は、スピンドル３０１の回転に伴って生じる空気流によって２〜１０ｎｍ程度の浮上高さで記録媒体１５０上を浮上する。続いて、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１の半導体レーザー素子１０６に通電し、レーザー光１０７を発生させ、これを金属膜１０４に形成された溝１０４１に照射する。これにより、近接場光発生部１０４２からレーザー光１０７の波長よりも小さなサイズの近接場光が高強度で発生する。このとき制御回路３０４に含まれる出力制御装置３０７は、良好な熱アシスト磁気記録が行えるように、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１における半導体レーザー素子１０６の出力を調整する。近接場光が記録媒体１５０に照射されると、記録媒体１５０の磁性体層１５０１が局所的に加熱され、局所加熱箇所の磁気ビットのみが磁気ポール１０２３から印加された記録磁界によって反転することで磁気情報が記録される。反転した磁気ビットは記録媒体１５０が回転して移動することによって冷却され、記録情報が安定化する。これにより磁気情報の記録は終了する。
【００８２】
記録された磁気情報の再生に際しては、再生素子１０９によって磁気ビットからの漏洩磁界を検出する。これには公知のハードディスクにおいて行われる再生方法が用いられる。
【００８３】
本実施形態によれば、高強度の近接場光を用いて効率的な熱アシスト磁気記録を実現可能な磁気記録再生装置２００１を提供できる。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明について、実施例を用いて説明する。
【００８５】
（実施例１）
第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１について、金属膜１０４に形成された溝１０４１のＺ方向の長さＬを変化させた実施例を示す。ここでは、図２（ａ）に示したスリットとして形成された溝１０４１ａを適用し、長さＬの範囲内で溝１０４１ａの図２中Ｘ−Ｙ平面に平行な断面の形状はＺ位置に依らない一定形状とした。また、溝１０４１の一端は媒体対向面Ｓに達するようにし、近接場光発生部１０４２を形成した。
【００８６】
本実施例において、スライダ１０１の材料にはＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣを用い、記録素子１０２の材料には、ヨーク１０２１及び磁気ポール１０２３にＮｉＦｅを、コイル１０２２にＣｕを用いた。記録素子１０２の周囲を埋める誘電体基板１１３、及び、第１の誘電体１０３、第２の誘電体１０５の材料には屈折率ｎが１．５である酸化Ｓｉを適用した。金属膜１０４の材料にはＡｕを用い、図２（ａ）に示す溝１０４１ａを、近接場光発生部１０４２ａのＸ方向のスリット幅が２０ｎｍとなるように形成した。記録媒体１５０の磁性体層１５０１の材料にはＣｏ膜を用いた。第１の誘電体１０３の膜厚、及び、金属膜１０４の膜厚は何れも１００ｎｍとした。熱アシスト磁気ヘッド１１と記録媒体１５０との浮上高さは４ｎｍとした。
【００８７】
本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１について、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）シミュレーションを用いて、近接場光発生部１０４２から記録媒体１５０に照射される近接場光の強度を計算した。計算に際しては、レーザー光１０７が出射される中心位置である、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置（出射端面Ｓ２）を、スライダ１０１の流出端１１０からＹ軸負方向に２３００ｎｍの位置に配置し、媒体対向面Ｓからの高さ（図１（ａ）中Ｚ軸の正方向）を２６００ｎｍとした。図１（ａ）中でＸ方向の発光中心位置は、近接場光発生部１０４２のＸ方向の中心位置と一致させた。半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ｜２はピーク値１Ｖ２／ｍ２のガウス分布を持つものとした。ＴＥモードで発光する半導体レーザー素子１０６を想定し、偏光方向は図１（ａ）中Ｘ軸方向とした（金属膜１０４に対してＳ偏光）。また、実際の半導体レーザー素子１０６からの出射光を再現するため、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７には放射角を与え、出射光の中心軸を中心にＸ軸方向に１０°、Ｙ−Ｚ平面に３０°の放射角（電界強度が中心軸における値の１／ｅ２以上となる範囲）を持つように設定した。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは、レーザー光１０７の中心軸がＹ−Ｚ平面内で記録媒体１５０の表面に直交する方向を０°とし、そこからＹ−Ｚ平面内でＹ軸負方向、すなわち、スライダ１０１における流出端１１０の側面１１１に対向して形成された金属膜１０４の方向に向けて傾斜させる向きを正方向とした。
【００８８】
図７には、上記の手法を用いて、近接場光発生部１０４２から出射された近接場光の、記録媒体１５０表面における電界強度｜Ｅ｜２のピーク値を、溝１０４１ａのＺ方向の長さＬに対して示した。ここで、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは２０°とし、光源波長λは８３０ｎｍとした。計算は、シミュレーション領域内の電界強度｜Ｅ｜２が安定する定常状態に達するまで行った。
【００８９】
図７に示すように、溝１０４１ａの長さＬが５００ｎｍから２６００ｎｍの範囲では、半導体レーザー素子１０６から出射された光の電界強度｜Ｅ｜２が、溝１０４１ａが形成されていることによって増幅され、記録媒体１５０表面で、光源の電界強度ピーク値（１Ｖ２／ｍ２）の１５〜１６倍の電界強度が得られた。また、溝１０４１ａの長さＬが１２５ｎｍから４００ｎｍの範囲で、長さＬを５００ｎｍから２６００ｎｍとした場合よりも更に大きな電界強度が得られた。特に、長さＬを１５０ｎｍから２００ｎｍの間とした場合には、長さＬを５００ｎｍから２６００ｎｍとした場合と比べて２倍以上の電界強度｜Ｅ｜２が得られた。なお、図７に示した範囲において、近接場光のスポットサイズは、電界強度ピーク値が最大値の１／ｅ２以上となる範囲とした場合、１６ｎｍ以下と極めて小さいものであった。
【００９０】
ここで、本実施例においては、半導体レーザー素子１０６からの光がＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光（漏れ光）として記録媒体１５０に照射される領域が存在する。図８には、記録媒体１５０表面において近接場光発生部１０４２ａから出射された近接場光の電界強度｜Ｅ｜２が最大となるＸ方向位置における、記録媒体１５０が移動する方向（図１（ａ）中Ｙ方向）についての電界強度分布を示した。図８中における横軸であるＹ値の正負は、図１や図２に図示した方向と一致しており、Ｙの値が負に大きくなる方向に記録媒体１５０が移動する。また、図８では、図１（ａ）における、スライダ１０１の流出端１１０（第１の誘電体１０３との境界）をＹ＝０としている。縦軸である電界強度｜Ｅ｜２は対数軸で表示している。なお、図８に示した電界強度｜Ｅ｜２のプロファイルは図７において、溝１０４１ａの長さＬを１６５ｎｍとした場合のものである。図８の電界強度｜Ｅ｜２において、Ｙが０ｎｍから−２００ｎｍの範囲は、近接場光発生部１０４２ａからの近接場光によって生じたピークであり、Ｙが−２００ｎｍから−２８００ｎｍの範囲は漏れ光を示している。
【００９１】
図８の結果から、半導体レーザー素子１０６からの光が漏れ光として記録媒体１５０に照射される領域（図８における、Ｙ＝−２００ｎｍから−２８００ｎｍ程度の範囲）においては、その電界強度｜Ｅ｜２は最高でも７．０×１０−２Ｖ２／ｍ２程度であった。これは近接場光の電界強度｜Ｅ｜２のピーク値である４１Ｖ２／ｍ２に比べて６００分の１程度であった。また、このような漏れ光が照射される領域（漏れ光の電界強度｜Ｅ｜２がピーク値である７．０×１０−２Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲）の記録媒体１５０の移動方向の長さ（図１（ａ）中のＹ方向の長さ）範囲は１８００ｎｍ程度であり、近接場光が照射される領域の長さ（近接場光の電界強度｜Ｅ｜２がピーク値である４１Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）との比が約１１０倍となることを考慮しても、近接場光が記録媒体１５０に与えるエネルギーに比べて、漏れ光が記録媒体１５０に与えるエネルギーは６分の１程度の小さな値である。これにより、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【００９２】
溝１０４１ａの長さＬの下限値は、このような観点（近接場光が記録媒体１５０に与えるエネルギーに対する、漏れ光が記録媒体１５０に与えるエネルギーの比を６分の１程度とする）から、Ｌが１００ｎｍ以上であることが望ましいことがわかった。一方で、長さＬの上限値については特に制限される要素はなく、例えば、図１（ａ）において、金属膜１０４の高さ方向の上端まで溝１０４１ａが形成されていても構わない。
【００９３】
このように、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１を用いれば、半導体レーザー素子１０６から出射されたレーザー光１０７が、溝１０４１で強度増幅され、高強度の近接場光を近接場光発生部１０４２ａから磁気ポール１０２３直近の記録媒体１５０に照射することが可能となる。これにより、極めて微小なサイズの熱アシスト磁気記録が実現可能となる。更に、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１は、溝１０４１ａを利用して近接場光を生成する方式であるために、溝部１０４１ａ周囲に広い面積で形成された高熱伝導性の金属膜１０４が存在する。これにより、レーザー光１０７の照射に伴って発生する熱を効率良く拡散させるとともに、金属膜１０４が記録素子１０２や再生素子１０９に対してレーザー光１０７が直接照射されないようにする遮光膜としても機能する。その結果、高出力のレーザー光１０７が直接照射された場合にもこれらの素子が高い耐久性を示す熱アシスト磁気ヘッド１１を提供できる。
【００９４】
このような熱アシスト磁気ヘッド１１は、金属膜１０４における表面プラズモン発生効率が高い波長範囲において高出力化が容易な、ＴＥモードの半導体レーザー素子１０６を用いているため、キュリー温度の高い磁性体層１５０１を備える記録媒体１５０に対しても記録が可能となるとともに、コストメリットが大きく、且つ、実用性が高い。
【００９５】
（実施例２）
実施例２として、図９には、実施例１と同じ第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１において、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを変化させた場合の、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度｜Ｅ２｜のピーク値の変化を示した。ここで、溝１０４１ａの長さＬは２６００ｎｍとした。
【００９６】
図９に示すように、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度｜Ｅ２｜は傾斜角θが４０°近傍を最大値として変化する挙動を示し、１５°から７５°の範囲で、光源であるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜の１０倍以上の増幅率を示した。実施例１で述べた漏れ光の影響を考慮すると、誤消去や誤書き込みを防止する観点から、漏れ光の１２５倍以上程度の近接場光強度（電界強度｜Ｅ２｜のピーク値）が得られることが望ましい。この観点から、近接場光強度としては光源におけるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜に対して８倍以上の増幅率が得られることが望ましいことがわかった。このことから、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは１５°から７５°の範囲とすることが望ましい。
【００９７】
（実施例３）
実施例３として、図１０には、実施例１と同じ第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１において、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを４０°とした場合の、溝１０４１ａの長さＬに対する記録媒体１５０の表面における近接場光の電界強度ピーク値の変化を示した。ここでは、実施例１で特に電界強度｜Ｅ２｜の増幅効果が高かった、長さＬが５００ｎｍ以下の範囲を図示している。本実施例における計算条件は、傾斜角θを４０°とした以外は実施例１と同じである。
【００９８】
図１０に示すように、実施例１において傾斜角θ＝２０°であるのに対して実施例３において傾斜角θ＝４０°と傾斜角θが増加するのに伴い、電界強度｜Ｅ２｜の絶対値は大きくなる。そして、電界強度｜Ｅ２｜の絶対値が極大となる溝１０４１ａの長さＬの値は傾斜角θに関して違いが生じないことが確認された。このことは、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１を製造する際に、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θの許容誤差範囲が大きくなることを示している。すなわち、溝１０４１ａの長さＬを、電界強度｜Ｅ２｜の増幅率が大きくなる値に予め形成しておけば、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θが多少ずれても、高い増幅率が得られることを示している。
【００９９】
（実施例４）
実施例４として、溝１０４１の形状を図２（ｂ）や（ｄ）に示す窪みとした場合について示す。ここでは、図２（ｂ）に示した形状がＺ方向に延在する溝１０４１ｂを適用し、窪みのＸ方向の幅を２０ｎｍ、Ｙ方向の深さを５０ｎｍとした場合について、実施例１と同様のＦＤＴＤシミュレーションを行った。その結果、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを２０°とした場合、溝１０４１ｂの長さＬが２６００ｎｍのときに、３９Ｖ２／ｍ２、長さＬが１６５ｎｍのときに、４６Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が記録媒体１５０の表面で得られた。また、傾斜角θを４０°とした場合には、溝１０４１ｂの長さＬが２６００ｎｍのときに、７３Ｖ２／ｍ２、長さＬが１６５ｎｍのときに、９２Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値がそれぞれ得られた。
【０１００】
このように、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１は、溝１０４１を窪みとした場合であっても、光源のレーザー光１０７の強度に対して大きな電界強度｜Ｅ２｜の増幅が得られる構成である。
【０１０１】
（実施例５）
本実施例では、図３に示したように、近接場光発生部１０４２ｅにおいて記録磁界を同時に発生させることが可能な構成について、ＦＤＴＤシミュレーションを行った。
【０１０２】
スリット部１０４３のＸ方向の幅は２００ｎｍとし、溝１０４１ｅのＸ方向の幅は２０ｎｍ、Ｙ方向の深さは５０ｎｍ、Ｚ方向の長さは１６５ｎｍとした。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは４０°とした。その結果、１１Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が記録媒体１５０の表面で得られ、近接場光発生部１０４２ｅにおいて記録磁界を同時に発生させることが可能な構成においても、光源のレーザー光１０７の強度を増幅した高強度の近接場光が得られることが確認できた。
【０１０３】
（実施例６）
実施例１において、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの高さ（図１（ａ）中Ｚ方向の距離）を２６００ｎｍとしたが、本実施例ではこれを変化させた場合について示す。
【０１０４】
本実施例では、上記半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの高さを距離Ｄとし、距離Ｄを１０００ｎｍと小さくした場合、及び、５０００ｎｍと大きくした場合についてＦＤＴＤシミュレーションを行った。このときの溝１０４１ａの長さＬは、何れも距離Ｄと同じとした。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは４０°とした。これ以外の条件は実施例１と同じとした。
【０１０５】
まず、距離Ｄを１０００ｎｍとした場合、近接場光発生部１０４２ａから発せられる近接場光の記録媒体１５０の表面における電界強度ピーク値は１６Ｖ２／ｍ２であった。これに対し、漏れ光の記録媒体１５０の表面における強度は最高で１．４×１０−１Ｖ２／ｍ２であり、近接場光のほうが１１０倍大きい値であった。これは記録媒体１５０の移動方向（Ｙ方向）の近接場光照射範囲（近接場光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１６Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）と漏れ光照射範囲（漏れ光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１．４×１０−１Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１０００ｎｍ）の比（６３倍）を考慮しても大きな値であり、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【０１０６】
また、距離Ｄを５０００ｎｍとした場合、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光の電界強度のピーク値は２．６Ｖ２／ｍ２であった。これに対し、漏れ光の強度は最高で１．７×１０−２Ｖ２／ｍ２であり、近接場光の方が１５０倍大きい値であった。これは記録媒体１５０の移動方向（Ｙ方向）の近接場光照射範囲（近接場光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である２．６Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）と漏れ光照射範囲（漏れ光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１．７×１０−２Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として２２００ｎｍ）の比（１４０倍）を考慮しても大きな値であり、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【０１０７】
このように半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄは広いマージンを有している。すなわち、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造に際して、実施例２や実施例３に示した傾斜角θの許容範囲が広いことともに、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄに関しても数ミクロンオーダーで取り付け時のずれに対する許容範囲が存在する。このことは、高い取り付け精度を必要としないため、製造方法の簡略化が可能であるとともに、良品率の向上にも繋がる。
【０１０８】
なお、ここで示した距離Ｄは５００ｎｍから１０μｍの範囲に設定されることが特に望ましい。半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄが５００ｎｍよりも小さくなると、半導体レーザー素子１０６から発せられるＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光の影響が大きくなり、記録媒体１５０の磁気情報が誤書き込み、または、誤消去される虞が生じる。また、この距離Ｄが１０μｍよりも大きくなると、記録に十分な強度の近接場光を近接場光発生部１０４２ａから発生させることが難しくなる。
【０１０９】
（実施例７）
本実施例では、図７に示した、電界強度｜Ｅ２｜の溝１０４１ａの長さＬ依存性において、長さＬが５００ｎｍ以下の領域に見られる特に大きな電界強度の増強が得られる条件について示す。
【０１１０】
まず、このような電界強度｜Ｅ２｜の増強が生じる理由を考察するために、図１１には、（ａ）Ｌが１μｍの場合、（ｂ）Ｌが５００ｎｍの場合、（ｃ）Ｌが３５０ｎｍの場合、（ｄ）Ｌが１６５ｎｍの場合のそれぞれについて、近接場光発生部１０４２ａの媒体対向面Ｓの位置を基点（Ｚ＝０）としてＺが正の方向（図１における紙面上方向）に沿った溝１０４１ａの電界強度分布を示した。なお、縦軸は対数軸となっている。
【０１１１】
図１１から分かるように、（ａ）の１μｍの場合には、近接場光発生部１０４２ａ位置（図中Ｚ＝０）よりもＺが大きい領域（溝１０４１内部）において、レーザー光１０７の波長λの数分の１程度の幅（数百ｎｍ程度の幅）を持った強度ピークが３つ存在している。また、（ｂ）の５００ｎｍではこのような強度ピークが２つ存在している。これに対し、（ｃ）および（ｄ）では強度ピークが１つのみである。これらの結果から、長さＬが５００ｎｍ以下の領域に見られる電界強度｜Ｅ２｜の特に大きな増強は、溝１０４１ａ内のＺ方向に定在波が生じ、その強度ピークが、近接場光発生部１０４２ａでのピークを除いてＺ方向に１つのみとなることにより発生していることがわかる。
【０１１２】
また、これは、有限の長さＬを持つ溝１０４１ａが共振器の役割を果たしており、且つ、その共振器内に生じる定在波の周期が少ない状態、特に、強度ピークが１つとなる場合に高強度の増幅が得られることを示している。このように、溝１０４１ａ内の強度ピークを１つとすることで、記録媒体１５０表面における近接場光強度を格段に高めることが可能である。
【０１１３】
（実施例８）
本実施例では、実施例７に示した共振器による増幅の事例において、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎを変化させた際の、溝１０４１ａの長さＬの望ましい範囲について示す。
【０１１４】
実施例７において、図１１に示したように溝１０４１ａでＺ方向に生じる強度ピーク（定在波）は、そのＺ方向の幅が、光源であるレーザー光１０７の波長の数分の１程度である。このことから、このような定在波は、主としてレーザー光１０７から発せられた金属膜１０４に達した光が溝部１０４１ａのＺ方向の両端で反射することによって生じていると想定される。
【０１１５】
この観点から、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光の記録媒体１５０の表面における強度が最大となる長さＬ（図７や図１１においては、１６５ｎｍであった）は、溝１０４１ａと接する第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎによって変化することが考えられる。
【０１１６】
図１２には、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率を同じ値ｎとし、実用性のある材料選択の範囲を念頭に、ｎを１．０から２．５まで変化させた際に、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度ピーク値が最大となる溝１０４１ａの長さＬを屈折率ｎに対して示した。図１２に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬを屈折率ｎに対して示した。図１２に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬは屈折率ｎの増加に対して単調に減少しており、ほぼ、屈折率ｎの増加分と溝１０４１ａの長さＬの減少分とが比例する関係であることが明らかとなった。これに基づけば、第１の誘電体１０３や第２の誘電体１０５の屈折率を変化させた場合にも最適な溝１０４１ａの長さＬを求めることが可能である。
【０１１７】
ここで、図７や図１１の結果からは、溝１０４１ａの長さＬが１００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲で、溝１０４１ａの長さＬが更に長い場合に比べて大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られている。言い換えれば、共振構造による電界強度増幅が見られている。この範囲は、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬ（１６５ｎｍ）に対して６５ｎｍ短い長さから、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬの２倍（３３０ｎｍ）に対して１７０ｎｍ長い長さまでの範囲に相当する。さらに屈折率ｎを１．０から２．５まで変化させて上記のように大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られる溝１０４１ａの長さＬの範囲を足し合わせると、その範囲は、６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下となった。この範囲に長さＬを設定することで、溝１０４１ａに生じる電界強度ピークを１つに限定し、共振構造による電界強度増幅を得ることが可能である。
【０１１８】
なお、本実施例においては、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５とを同じとする場合について示したが、これらを、それぞれ屈折率の異なる材料で構成しても構わない。その場合、図２（ａ）や（ｃ）に例示したようなスリットの溝１０４１については、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率の中間の値に基づいて最適な長さＬを求めればよく、図２（ｂ）や（ｄ）に例示したような窪みの溝１０４１については、第２の誘電体１０５の屈折率のみを考慮すればよい。言い換えれば、何れのケースでも、近接場光発生部１０４２と接している誘電体の屈折率を考慮すればよい。
【０１１９】
（実施例９）
実施例８に示した共振構造を利用する場合、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬは、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎの値と同様に、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７の波長λにも依存することが考えられる。本実施例では、レーザー光１０７の波長λを変化させた場合の、溝１０４１ａの長さＬの望ましい範囲について示す。
【０１２０】
図１３には、レーザー光１０７の波長λを、ＴＥモードの高強度のレーザー光が得られる観点、及び、表面プラズモンの発生効率が高い観点から、６５０ｎｍから８３０ｎｍまでの範囲とし、この範囲で波長λを変化させた際に、電界強度｜Ｅ２｜のピーク値が最大となる溝１０４１ａの長さＬを求めた結果を示した。ここでの第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎは１．０とした。
【０１２１】
図１３に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬはレーザー光１０７の波長λの増加に対して単調に増加し、波長λとほぼ比例関係にある。
【０１２２】
ここで、屈折率ｎが１．０で波長λが８３０ｎｍの場合には、溝１０４１ａの長さＬが２００ｎｍから８３０ｎｍまでの範囲で、溝１０４１ａの長さＬが更に長い場合に比べて大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られている。言い換えれば、共振構造による電界強度増幅が見られている。この範囲は、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬ（２７５ｎｍ）に対して７５ｎｍ短い長さから、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬの２倍（５５０ｎｍ）に対して２８０ｎｍ程度長い長さまでの範囲に相当する。さらに波長λを６５０ｎｍから８３０ｎｍまで変化させて上記のように大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られる溝１０４１ａの長さＬの範囲を足し合わせると、その範囲が、６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下となる。溝１０４１ａの長さＬをこのような範囲に設定することで共振構造による電界強度増幅が得られることがわかった。
【０１２３】
実施例７で示した溝部１０４１ａの長さＬの好適な範囲に合わせて考えれば、溝部１０４１ａの長さＬを６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下に設定しておくことで、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎが１．０から２．５の範囲、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長λが６５０ｎｍから８３０ｎｍの範囲から選択される場合に、共振構造による電界強度増幅を得ることが出来る熱アシスト磁気ヘッド１１を実現可能であり、これにより、非常に高い効率でもって記録媒体１５０への熱アシスト磁気記録が可能となる。
【０１２４】
（実施例１０）
実施例７から実施例９で示したような、共振構造による電界強度｜Ｅ２｜の増幅について、増幅が得られる条件を一般化するために、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎ、溝１０４１ａの長さＬ、レーザー光１０７の波長λから求められる光学距離（ｎ×Ｌ／λ）を基準とし、これらの値を変化させて電界強度｜Ｅ２｜が増幅される範囲を求めた。その結果、光学距離（ｎ×Ｌ／λ）を０．１から１．０の範囲とした場合に、共振構造による電界強度増幅が得られることが確認出来た。すなわち、熱アシスト磁気ヘッド１１に適用される第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎ（溝１０４１が窪みで形成される場合には、第２の誘電体１０５の屈折率ｎのみ）、及び、レーザー光１０７の波長λに応じて、光学距離（ｎ×Ｌ／λ）が０．１から１．０の範囲となるように溝１０４１ａの長さＬを設定することにより、共振構造による電界強度増幅を得ることが出来る。
【０１２５】
（実施例１１）
実施例１１では、第２の実施形態に示したように、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、近接場光発生部１０４２ｆ、磁気ポール１０２３ｆの順に配置された構成の熱アシスト磁気ヘッド２１について、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを２０°として、記録媒体１５０表面における電界強度｜Ｅ２｜を計算した。ＦＤＴＤシミュレーションの条件は実施例１に準ずるものとし、図５における第１の誘電体１０３の膜厚、及び、金属膜１０４ｆの膜厚はともに１００ｎｍとした。溝１０４１ｆには図２（ａ）に示したスリットのものを適用し、溝１０４１ｆの長さＬは２６００ｎｍとした。
【０１２６】
その結果、記録媒体１５０表面において６７Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が得られ、光源であるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜が図７に示した実施例１においてＬ＝２６００ｎｍの場合の電界強度ピーク値に対して大きく増幅されている結果となった。このように、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、近接場光発生部１０４２ｆ、磁気ポール１０２３ｆの順に配置された構成においても、高い電界強度増幅効果が得られることが確認できた。
【０１２７】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。
【０１２８】
例えば、上述した実施形態では熱アシスト磁気ヘッド１１または２１は、垂直磁気記録方式に適用されているが、水平磁気記録方式に適用することも可能である。
【０１２９】
また、溝１０４１は、金属膜１０４の媒体対向面Ｓで近接場光を発生できればよく、Ｚ方向に幅の変化するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１１、２１ 熱アシスト磁気ヘッド
１０１ スライダ
１０１’ Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板
１０２、１０２ｆ 記録素子
１０２１、１０２１ｆ ヨーク
１０２２、１０２２ｆ コイル
１０２３、１０２３ｆ 磁気ポール
１０３ 第１の誘電体
１０４、１０４ｆ 金属膜
１０４１、１０４１ａ、１０４１ｂ、１０４１ｃ、１０４１ｄ、１０４１ｅ、１０４１ｆ 溝
１０４２、１０４２ａ、１０４２ｂ、１０４２ｃ、１０４２ｄ、１０４２ｅ、１０４２ｆ 近接場光発生部
１０４３ スリット部
１０４４ａ、１０４４ｂ 電極部
１０４５ａ、１０４５ｃ、１０４５ｄ 傾斜部
１０５ 第２の誘電体
１０６ 半導体レーザー素子
１０７ レーザー光
１０８ 傾斜部材
１０９ 再生素子
１１０ 流出端
１１１ 側面
１１２ 流入端
１１３、１１３ｆ 誘電体基板
１５０ 記録媒体
１５０１ 磁性体層
１５０２ 基板
２００１ 磁気記録再生装置
３０１ スピンドル
３０２ サスペンションアーム
３０３ ボイスコイルモーター
３０４ 制御回路
３０５ 回転駆動制御装置
３０６ 信号処理装置
３０７ 出力制御装置
３０８ メモリ装置
Ｄ 距離
｜Ｅ２｜ 電界強度
Ｌ 長さ
ｎ 屈折率
Ｓ 媒体対向面
Ｓ２ 出射端面
θ 傾斜角
λ 波長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を用いて磁気記録媒体の一部を昇温するとともに、記録磁界を印加して磁気記録媒体に磁気情報を記録する熱アシスト磁気ヘッド及びこれを備えた熱アシスト磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクの記録密度を向上させる手法として、近接場光を記録磁界とともに磁気記録媒体に照射し、磁気記録媒体の一部を局所的に加熱しながら磁気情報を記録する熱アシスト磁気記録方式が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの主磁極として、金属製の主磁極を用い、磁気記録媒体として、金属製の記録膜を用い、これら主磁極と媒体の二つの金属を微小な隙間を置いて近接配置させ、この隙間に対して、光を主磁極と媒体面の中間の角度（斜めの角度）から照射した際に生じる近接場効果を利用して、主磁極直下の媒体上に集光する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、近接場光を発生させて記録媒体に熱磁気的に情報を記録する記録ヘッドにおいて、光源と、記録媒体に磁界を印加するための磁極と、光源からの光を照射されることにより設置される記録媒体近傍に近接場光を発生する散乱体とを有し、散乱体は、光源からの光を照射される面が、設置される記録媒体に略垂直になるように、磁極に接して形成されている構成とする記録ヘッドが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、媒体対向面上で離隔して配置された第１及び第２の近接場光発生部と、第１及び第２の近接場光発生部の間に少なくとも一部分が位置する主磁極とを備える熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。上記特許文献３においては、第１及び第２の近接場光発生部にレーザー光などのエネルギー線が照射されると、双方の近接場光発生部の先端で近接場光が発生することが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、焦点領域に電磁波を向けるための手段と、上記電磁場の電界に実質的に平行な長手方向軸線を有し、上記電磁場を向けるための手段の外側に位置する金属ナノ構造体とを備え、上記電磁波が金属ナノ構造体上に表面プラズモンを発生する近視野光トランスジューサが開示されている。上記特許文献４の図１７には、二次元の光波ガイドＳＩＭおよび金属ピンを含むトランスジューサが開示され、２つのグレーティングを有する薄膜プレーナー状光波ガイドに結合された光ビーム間でπの位相差が生じるようにシフトされている。
【０００７】
特許文献５には、光を透過させる誘電体、当該誘電体より低い屈折率を有する低屈折率誘電体層、および金属層がこの順で配置される電磁場発生手段と、上記電磁場発生手段に対し、入射光を、上記誘電体側から、かつ、上記低屈折率誘電体層および上記金属層にて吸収される入射角度で、照射する照射手段とを有し、上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面の所定の端部から、電磁場を、記録媒体における記録層に対して出射させる電磁場照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９３２８４０号公報
【特許文献２】特許第４１００１３３号公報
【特許文献３】特開２００９−１６３８０６号公報
【特許文献４】特許第４１０４５８４号公報
【特許文献５】特許第４３６８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている技術においては、効率的な近接場光を発生させるために、入射光をＰ偏光とする必要があるとともに、磁気ポールと記録媒体との間で近接場光を発生させるので、磁性体が近接場光発生源となり、高強度の近接場光を得ることが難しい。
【００１０】
ここで、磁気ヘッドと光源となる半導体レーザー素子とを一体化しようとすることを考えれば、上記のＰ偏光を入射光として得るためには、ＴＭモードで発振する半導体レーザー素子を適用することが現実的である。しかしながら、一般に、高効率の近接場光が得られる波長範囲（可視光から近赤外領域）では、量子井戸構造を適用する高出力の半導体レーザー素子において、ファセットミラー反射率と利得がともに大きいために、ＴＭモードよりもＴＥモードの方が発振し易い。このため、ＴＭモードレーザー素子よりもＴＥモードレーザー素子の方が、製造が容易であるとともに高出力化し易い特徴を有している。
【００１１】
従って、入射光にＰ偏光を必要とすることは、半導体レーザー素子の製造コストを増大させるとともに、高出力が得られにくいため、効率的な熱アシスト記録が難しい。
【００１２】
特許文献２に開示されている技術においては、微小な散乱体において高強度の近接場光を発生させるために、近接場光発生部材に光源からの光を局所的に絞り込んで照射する必要があり、導波路やホログラム・レンズといった集光部材が必要となる。このため、部品点数が増え、製造工程が複雑になるとともに、光源とこれらの集光部材との間で高精度の位置決めが必要になるという課題が存在する。また、散乱体の先端、すなわち、媒体対向位置において高強度の近接場光を発生させるためには、Ｚ軸方向の偏光、すなわち、Ｐ偏光を用いる必要があり、このために、特許文献１と同様にＴＭモードのレーザー素子を適用する必要がある。更に、散乱体が小さいため高強度の光を投入した場合に放熱効果が低く、蓄熱による散乱体の形状変化を招く虞がある。加えて、光源またはミラーが記録媒体対向面近傍に備えられているため、レーザー光の一部が散乱体に導かれる過程で記録媒体に照射され、記録媒体を誤消去してしまう虞がある。
【００１３】
特許文献３に開示されている技術においては、発光素子であるレーザー素子の偏光方向について記載は無く、特許文献２と同様に、光源と近接場光発生部材との間に導波路を備える構成であるために、部品点数が増え、製造工程が複雑になるとともに、光源とこれらの集光部材との間で高精度の位置決めが必要になるという課題が存在する。また、上記近接場光発生部の直上から光を入射させる構成であるために、上記の光源と近接場光発生部材との間である、上記近接場光発生部材の上方に導波路を構成する部材を形成する必要があるため、近接場光発生部材の面積（体積）が小さくなり、高強度のレーザー光照射や高強度の近接場光発生に伴う熱によって、近接場光発生部材が変形する虞がある。
【００１４】
特許文献４に開示されている技術においては、グレーティング上のトランスジューサにＴＥモードの光源から光を入射させて近接場光発生部に導き、近接場光を発生させるが、π位相シフトした２つのグレーティングを高い精度で形成する必要があるとともに、近接場光を生じるピンを焦点位置に高精度に合わせる必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、簡易な構成を用い、高強度の近接場光を記録媒体に照射可能とするとともに、製造工程において高い位置決め精度や角度精度を必要としない熱アシスト磁気ヘッドおよびこれを備えた熱アシスト磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドは、磁気記録媒体に対して記録磁界を印加するための磁界印加手段、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部がスライダに保持された熱アシスト磁気ヘッドであって、上記近接場光発生部は、媒体対向面を上記スライダの底面としたときに上記スライダの流出端の側面と対向するように配置された金属膜に形成された上記媒体対向面に垂直に延在した溝の上記磁気記録媒体に対向した端部であり、上記半導体レーザー素子は、ＴＥモード発振するものであって、上記スライダの上記流出端の上記側面と対向するように配置されているとともに、その出射端面が上記スライダの上記流出端の上記側面から上記金属膜より離れた位置に配置され且つ上記近接場光発生部にレーザー光が照射されるような方向に上記媒体対向面に対して傾斜している。本発明において、「溝」は、金属膜を貫通しないものだけでなく、貫通するものを含む。
【００１７】
これによれば、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光の強度が、溝で増幅され、高強度の近接場光を近接場光発生部から記録媒体に照射することが可能となる。また、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光がＴＥモード発振するものであるため、半導体レーザー素子の高出力化が容易である。さらに、半導体レーザー素子の高出力化により、近接場光発生部や半導体レーザー素子の位置決め精度および半導体レーザー素子の出射端面の傾斜角の精度を緩和できる。
【００１８】
更に、上記熱アシスト磁気ヘッドは、高熱伝導性の金属膜に形成された溝を利用して近接場光を生成するために、レーザー光の照射に伴って近接場光発生部に発生する熱を効率良く拡散させることができる。
【００１９】
また、上記熱アシスト磁気ヘッドは、高出力化が容易なＴＥモード発振する半導体レーザー素子を用いているため、キュリー温度の高い磁性体層を備える記録媒体に対しても記録が可能である。
【００２０】
また、上記熱アシスト磁気ヘッドは、媒体対向面に垂直な方向に延在した溝が形成されたものであるため、記録媒体との擦れが生じた場合にも近接場光発生部の損傷を防ぐことが出来る。また、研磨やイオンミリングによって媒体対向面が形成された場合にも、近接場光発生部が消失すること無く、且つ、近接場光発生部と磁気ポールとの距離を一定に保ち、媒体対向面の所望の位置に確実に近接場光発生部を形成することができる。
【００２１】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の高さ位置は上記媒体対向面から５００ｎｍ以上１０μｍ以下の距離であってよい。
【００２２】
これによれば、漏れ光の影響を防ぎつつ近接場光による微小サイズの記録が可能な熱アシスト磁気ヘッドを提供できる。
【００２３】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の上記媒体対向面に対する傾斜角は１５°以上７５°以下であってよい。
【００２４】
上記溝は、上記金属膜にスリットとして形成されていてよい。
【００２５】
上記溝は、上記金属膜に窪みとして形成されていてよい。
【００２６】
これらによれば、高強度の近接場光を記録媒体上に照射することが可能となる。
【００２７】
上記溝が、上記媒体対向面の近傍で上記金属膜に窪みとして形成され、上記窪みよりも上記媒体対向面から離れた位置で、上記金属膜に上記窪みと連続したスリットとして形成されていてよい。
【００２８】
これによれば、高強度の近接場光を記録媒体上に照射することが可能となるとともに、金属膜に通電すれば、窪みとして形成された箇所がシングルターンコイルとして磁界印加手段として機能する。これにより、近接場光発生箇所と磁界印加箇所とを同一とすることが可能となるため、効率的な熱アシスト記録を行うことが可能となるとともに、近接場光発生部とは別体の磁界印加手段を設ける必要が無い。
【００２９】
上記溝及び上記近接場光発生部と接する誘電体が形成され、上記誘電体の屈折率をｎ、上記溝の媒体対向面に垂直な方向の長さをＬ、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長をλとしたときに、波長λで規格化した光学距離（ｎ×Ｌ）／λが０．１以上、１．０以下であってよい。
【００３０】
上記溝及び上記近接場光発生部と接して誘電体が形成されているとともに、上記誘電体の屈折率が１．０以上、２．５以下であり、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長は６５０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であり、上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さは６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であってよい。
【００３１】
これらによれば、それぞれの設定値において他の設定値を調整することで溝の長さＬを利用した共振構造を得ることが可能となり、より高い近接場光強度の増幅を得ることが可能となる。これにより、半導体レーザー素子の低消費電力化が可能となる。また、近接場光強度が大きくなることにより、高いキュリー温度の記録媒体に対しても記録が可能となる。さらに、近接場光と漏れ光との強度差を大きくできるので、高い信号品質で熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００３２】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記磁界印加手段が上記近接場光発生部よりも上流に配置されていてよい。
【００３３】
これによれば、従来の磁気ヘッドの製造プロセスを大きく変更することなく、高効率の熱アシスト磁気記録が可能な熱アシスト磁気ヘッドを製造可能となる。
【００３４】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記近接場光発生部が上記磁界印加手段よりも上流に配置されていてよい。
【００３５】
これによれば、記録媒体の小領域が近接場光で加熱されてから記録媒体の移動に伴って当該小領域に磁界が印加されることになるため、金属膜と磁界印加手段との間隔を広げることが可能となり、素子設計の自由度が高くなるとともに、金属膜と磁界印加手段との間に形成される膜の膜厚精度を緩和することが可能となる。
【００３６】
本発明の熱アシスト磁気記録再生装置は、上述した何れかの熱アシスト磁気ヘッドと、上記熱アシスト磁気ヘッドによって磁気情報が記録される磁気記録媒体とを備えている。
【００３７】
これによれば、上述したような効果を有する熱アシスト磁気ヘッドを用いた熱アシスト磁気記録再生装置が製造可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドによれば、高熱伝導性の金属膜に形成された溝の磁気記録媒体に対向した端部を近接場光発生部としているため、レーザー光の照射に伴って近接場光発生部に発生する熱を効率良く拡散できる。また、近接場光発生部と他部材との位置関係が固定される。さらに、磁気記録媒体との摩擦等に対する近接場光発生部の耐久性を向上できる。これに加えて、半導体レーザー素子から出射されたレーザー光がＴＥモード発振するものであるため、半導体レーザー素子の高出力化が容易である。この高出力化により、半導体レーザー素子、近接場光発生部等の部材の位置決め精度や角度精度を緩和できる。また、近接場光の強度が大きくなることでキュリー温度の高い磁性体層を備える記録媒体に対しても記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発生部形状の例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発生部形状の他の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの製造手順を示す概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る熱アシスト磁気再生ヘッドの構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例１における、溝の長さＬと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例１における、記録媒体表面での媒体移動方向の電界強度変化を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２における、半導体レーザー素子の傾斜角θと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例３における、溝の長さＬと電界強度｜Ｅ２｜との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例７における、溝内部での溝の長さ方向についての電界強度分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例８における、屈折率ｎと電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝の長さＬの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例９における、レーザー光の波長λと電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝の長さＬの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態について以下に説明する。図１には、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の概略図を示す。図１（ａ）は、熱アシスト磁気ヘッド１１の側面図、図１（ｂ）は熱アシスト磁気ヘッド１１の図１（ａ）とは別方向から見た側面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１は、記録媒体１５０に対して磁界を印加して磁気情報を記録するための記録素子１０２、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部１０４２がスライダ１０１に保持されている。近接場光発生部１０４２は、媒体対向面Ｓをスライダ１０１の底面としたときにスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置された金属膜１０４に形成された媒体対向面Ｓに垂直に延在した溝１０４１の記録媒体１５０に対向した端部である。半導体レーザー素子１０６は、ＴＥモード発振するものであって、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１から金属膜１０４より離れた位置に配置され且つ近接場光発生部１０４２にレーザー光１０７が照射されるように媒体対向面Ｓに対して傾斜している。また、第１の誘電体１０３が、金属膜１０４に接して、金属膜１０４より上流に、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように配置されている。
【００４１】
溝１０４１には、ＴＥモード発振する半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７が照射され、溝１０４１が媒体対向面Ｓに達する位置、すなわち、近接場光発生部１０４２において近接場光（図示しない）が発生する。そして、記録媒体１５０に近接場光が照射される。これとともに磁気ポール１０２３から記録磁界が記録媒体１５０に印加されることによって、記録媒体１５０の磁性体層１５０１に磁気情報が記録される。記録媒体１５０は図１（ａ）において紙面左方向、図１（ｂ）において紙面手前方向に移動し、移動に伴って生じる空気流の圧力によって熱アシスト磁気ヘッド１１が記録媒体１５０上で浮上する。光源としての半導体レーザー素子１０６は、金属膜１０４に形成された溝１０４１に対して、斜め上方から光を照射する。このとき、半導体レーザー素子１０６は、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７の方向が、記録媒体対向面Ｓに直交する方向に対して傾斜角θだけ傾くように配置されている。このとき、レーザー光１０７の中心軸方向に垂直でありレーザー光１０７が出射される活性層の端面を出射端面Ｓ２とすると、この出射端面Ｓ２も媒体対向面Ｓに対して傾斜角θだけ傾いている。半導体レーザー素子１０６と金属膜１０４との間は、適宜、誘電体である傾斜部材１０８が形成されている。熱アシスト磁気ヘッド１１にはこのような構成に加えてＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子に代表される再生素子１０９が記録素子１０２のより上流に備えられている。記録素子１０２、再生素子１０９は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に接して形成された誘電体基板１１３内に形成されている。
【００４２】
ここで、説明の便宜のため、図１においては、以下のようにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定める。すなわち、記録媒体１５０の面に直交する紙面上下方向をＺ軸とし、紙面上方向をＺ軸の正方向とする。高さ方向とは、このＺ軸正方向を指す。また、記録媒体１５０の面に平行で、紙面上記録媒体１５０が移動する方向をＹ軸とし、紙面右側をＹ軸正方向とする。記録媒体１５０は、Ｙ軸負方向に向かって移動する。さらに、記録媒体１５０の面に平行で、紙面奥行き方向をＸ軸とし、紙面手前をＸ軸正方向とする。スライダ１０１の流出端１１０とは、スライダ１０１における媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間に流れる空気流が流出する端部を指し、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１とは、スライダ１０１において、媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間から流出する空気流と交差する方向に延在する側面を指す。また、スライダ１０１の流入端１１２とは、スライダ１０１における媒体対向面Ｓと記録媒体１５０との間に流れる空気流が流入する端部を指す。さらに、Ｙ軸正方向を上流とする。これらの軸の向きは図２以降においても同じように定義されているものとする。また、特に表記しない限り、各図中に示したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を用いて、方向を示すことがある。
【００４３】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１に用いられるスライダ１０１および誘電体基板１１３には、公知の磁気記録ヘッドに適用されるスライダを適用可能であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣに代表されるセラミック材料を使用できる。スライダ１０１の記録媒体１５０との対向面である媒体対向面Ｓには、記録媒体１５０が移動する際に生じる空気流の圧力を受けて、記録媒体１５０上を数ｎｍから１０ｎｍ程度までの高さで浮上するように、ＡＢＳ（ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）と称される凹凸パターンが設けられている。
【００４４】
記録素子１０２としては、公知の垂直磁気記録方式に適用される磁気ヘッドに搭載される記録素子１０２を用いることができる。記録素子１０２は、ヨーク１０２１、コイル１０２２、及び、磁気ポール１０２３を有している。ヨーク１０２１と磁気ポール１０２３は熱アシスト磁気ヘッド１１の媒体対向面Ｓまで延在している。磁気ポール１０２３の先端部は、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光に対して記録磁界発生位置を近づけるために、必要に応じて、媒体対向面Ｓの近傍で近接場光発生部１０４２に近づくような形状とされていてもよい。また、記録素子１０２として公知の水平磁気記録方式に適用される磁気ヘッドに搭載される記録素子を用いてもよい。
【００４５】
第１の誘電体１０３は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成され、近接場光発生部１０４２における近接場光の強度を高める役割を果たすものであって、金属膜１０４と記録素子１０２とが接触することを防ぐために形成されるものである。第１の誘電体１０３は、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長において透明であるものが望ましい。具体的には、酸化Ｓｉや酸化Ａｌ、酸化Ｔｉ、酸化Ｔａ、窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、フッ化Ｍｇ等の誘電体材料を用いることが出来る。良好な熱アシスト記録を実施するためには、磁気ポール１０２３と、近接場光発生部１０４２との距離は、近接場光が達する距離以下とすることが望ましく、これらの観点から、第１の誘電体層１０３の膜厚は、例えば２ｎｍ以上１００ｎｍ以下となっている。
【００４６】
金属膜１０４は、レーザー光１０７が照射されることによって表面プラズモンが発生する金属材料からなる。金属膜１０４には、媒体対向面Ｓに直交する方向（Ｚ方向）に延在した溝１０４１が形成されている。溝１０４１の下端は、媒体対向面Ｓに達している。溝１０４１が形成されていることで高強度の近接場光が近接場光発生部１０４２において発生する。金属膜１０４は、近接場光を発生する役割とともに、近接場光の発生に伴って生じる熱を金属膜１０４上に拡散させ、周辺部材を通じて外部に放出することで近接場光発生部１０４２を含む溝１０４１の熱変形を抑制する放熱体としての役割を果たす。金属膜１０４は、Ｙ軸方向下流から第１の誘電体１０３と接するとともに、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成され、その材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｕや、これらの合金材料を適用することが可能である。金属膜１０４の膜厚は、近接場光発生部１０４２において発生する近接場光の記録媒体１５０上での強度が、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７が近接場光発生部１０４２を介さずにＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光として記録媒体１５０に到達する光の強度よりも大きくなるように決定される。これと同時に、金属膜１０４は近接場光発生部１０４２において近接場光が発生した際に生じる熱を伝播させ、放熱効果を得る役割を果たす必要がある。このような観点から、金属膜１０４の膜厚は例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下程度となっている。
【００４７】
溝１０４１は、スライダ１０１とは反対方向を向いており、媒体対向面Ｓに対して略直交する方向に延在するように金属膜１０４上に形成されている。媒体対向面Ｓにおける溝１０４１の具体的断面形状を、図２（ａ）〜（ｄ）において、溝１０４１ａ〜１０４１ｄとして例示する。図２（ａ）、（ｃ）に示す溝１０４１ａ及び１０４１ｃは、媒体対向面Ｓを含む全長において金属膜１０４がＸ方向に分断されたスリットである。図２（ｂ）、（ｄ）に示す溝１０４１ｂ及び１０４１ｄは、媒体対向面Ｓを含む全長において金属膜１０４が連続し、Ｙ方向に金属膜１０４の厚みが薄くなった窪みとなっている。すなわち、溝１０４１は、金属膜１０４にこれを貫通するスリットとして形成されてもよいし、金属膜１０４にこれを貫通しない窪みとして形成されてもよい。
【００４８】
溝部１０４１ａ〜１０４１ｄはＺ方向（紙面奥行き方向）に一定長さに連続して形成され、少なくともその記録媒体に対向した端部（Ｚ方向下端）において、金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面部分同士がＸ方向に対向する箇所を備えている。すなわち、図２（ａ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ａの先端であるスリット幅が最も狭くなった頂点の位置に近接場光発生部１０４２ａが形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ａにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ微小平面同士がＸ方向に対向している。図２（ｂ）においては、溝１０４１ｂの内壁側面である金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向して近接場光発生部１０４２ｂが形成されている。図２（ｃ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ｃの先端にＹ軸方向に幅の等しいスリットが近接場光発生部１０４２ｃとして形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ｃにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向している。図２（ｄ）においては、Ｙ軸正方向に向かってＸ方向の幅が狭くなる傾斜部１０４５ｄの先端に溝１０４１ｄが近接場光発生部１０４２ｄとして形成されている。そして、その近接場光発生部１０４２ｄにおいて金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面同士がＸ方向に対向している。
【００４９】
すなわち、金属膜１０４の２つのＹ−Ｚ平面部分同士がＸ方向に対向する箇所においては、ＴＥモード発振する半導体レーザー素子１０６から発せられたレーザー光１０７が特に増幅され、溝１０４１ａ〜１０４１ｄの下端（これらの例において媒体対向面Ｓと同じ高さにある）がそれぞれ近接場光発生部１０４２ａ〜１０４２ｄとして機能する。なお、溝１０４１ａ〜１０４１ｄは、図２（ａ）〜（ｄ）に示したように必ずしも断面形状が上下に対称な形状である必要は無い。また、上記のように、金属膜１０４同士がＸ方向に対向する箇所を備えていれば形状は問わない。
【００５０】
図２（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に示した形状のように、Ｙ軸方向に沿って溝１０４１ａ、１０４１ｃ、及び１０４１ｄがＸ方向の幅の変化する傾斜部１０４５ａ、１０４５ｃ、及び１０４５ｄを備える場合には、Ｙ軸正方向（図２における紙面右方向）に幅が狭くなるように形成することで、近接場光を磁気ポール１０２３の近傍で発生させることが可能となるとともに、溝１０４１を形成する際に、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向するように形成された金属膜１０４に対して加工し易い構造となる。
【００５１】
近接場光の発生源として、このような金属膜１０４に形成された溝１０４１を用いることにより、例えば、特許文献２に記載された散乱体のように、局所的に近接場光発生部材が形成される場合に比べて、熱伝導率の高い金属膜１０４の表面積を放熱体として利用できるため、近接場光が発生する際に生じる熱を拡散させて外部に放出する効果が高い。また、図２（ｂ）や（ｄ）に示す溝１０４１ｂ、１０４１ｄを用いれば、金属膜１０４はそれより上流に配置された記録素子１０２や再生素子１０９へレーザー光が照射されるのを防ぐ遮蔽膜として機能するため、これらの素子の耐久性を高めることが可能となる。
【００５２】
また、本願実施形態においては、特許文献３のように近接場光発生部材の上方に導波路等の部材が配置されていないため、金属膜１０４を高さ方向に延在して配置させることが可能である。これにより近接場光の発生に伴う熱をより効果的に拡散できる。このため、高強度のレーザー光１０７の照射や高強度の近接場光発生が行われた場合にも、近接場光発生部１０４２を含む溝１０４１の熱による変形を防ぎ、高い放熱効果が得られる熱アシスト磁気ヘッド１１を提供することが出来る。
【００５３】
第２の誘電体１０５は、金属膜１０４を保護するとともに、半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７を透過させて金属膜１０４に形成された溝１０４１に到達させる役割を果たすために設けられたものであって、第１の誘電体１０３と同じ材料で構成されて構わない。第２の誘電体１０５も第１の誘電体１０３と同様に、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長において透明であるものが望ましい。具体的には、酸化Ｓｉや酸化Ａｌ、酸化Ｔｉ、酸化Ｔａ、窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、フッ化Ｍｇ等の誘電体材料や透明樹脂を用いることが出来る。
【００５４】
半導体レーザー素子１０６は、スライダ１０１の流出端１１０の側面１１１と対向するように配置され、金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対してその底面を傾斜角θだけ傾けて配置される。このとき、半導体レーザー素子１０６の出射端面Ｓ２は媒体対向面Ｓに対して傾斜角θが与えられて配置される。傾斜角θが０度である場合には、半導体レーザー素子１０６の活性層はＸ−Ｚ平面に平行となり、出射端面Ｓ２は媒体対向面Ｓに平行となる。半導体レーザー素子１０６は、金属膜１０４に形成された溝１０４１に対してレーザー光１０７を照射するものであって、公知の半導体レーザー光源を用いることが可能である。半導体レーザー素子１０６の発振波長は、特に限定するものではないが、近接場光発生部１０４２から高強度の近接場光を発生させる観点から、例えば６５０ｎｍから８３０ｎｍの範囲とすることが望ましい。半導体レーザー素子１０６は、発せられるレーザー光１０７の偏光が金属膜１０４の膜面に対してＳ偏光となるようなＴＥモード発振を行う。このようなＴＥモード発振を行う半導体レーザー素子１０６を用いることにより、ＴＭモード発振を行う半導体レーザー素子を用いた場合に比べて高出力のレーザー光１０７を発生させることが可能となるため、記録媒体１５０に対して高強度の近接場光を照射することができ、効率的に記録媒体１５０を加熱して、情報を記録することが可能となる。
【００５５】
半導体レーザー素子１０６のレーザー光１０７を発生する出射端面Ｓ２は、媒体対向面Ｓからの高さが５００ｎｍから１０μｍの範囲に配置されている。媒体対向面Ｓからの距離が５００ｎｍよりも小さくなると、半導体レーザー素子１０６から発せられるＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光の影響が大きくなり、記録媒体１５０の磁気情報が誤書き込み、または、誤消去される虞が生じる。また、媒体対向面Ｓからの高さが１０μｍよりも大きくなると、記録に十分な強度の近接場光を近接場光発生部１０４２から発生させることが難しくなる。
【００５６】
傾斜部材１０８は、半導体レーザー素子１０６の底面を金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対して傾斜角θで傾斜させて保持するための部材であって、金属膜１０４が形成されたスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向する側面１１１に平行な面と、これとＹ−Ｚ平面で角度θをなす面とを有している。傾斜部材１０８に適用される材料は特に限定されるものではないが、半導体レーザー素子１０６の発光に伴う温度上昇においても変形せず、且つ、放熱性の高い材料であることが望ましい。具体的には、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣに代表されるセラミック材料、窒化Ａｌに代表される誘電体材料、ステンレス等の金属材料などを適用可能である。図１（ａ）にはＹ−Ｚ平面において三角形の傾斜部材１０８を例示しているが、半導体レーザー素子１０６を金属膜１０４の形成面であるＸ−Ｚ平面に対して傾斜角θで傾斜させて保持することが出来るものであれば形状は問わず、半導体レーザー素子１０６の上部のみを支持し、傾斜角θを付与するものであっても構わない。
【００５７】
記録媒体１５０は、基板１５０２上に磁性材料を含んだ磁性体層１５０１が単層または複数層積層して形成され、記録時には熱アシスト磁気ヘッド１１からの近接場光の照射と記録素子１０２からの磁界印加とによって磁性体層１５０１の磁化方向が反転し、磁気情報を記録する。磁気情報を記録する磁性体層１５０１は、ＦｅやＣｏ、又は、これらの合金に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｉ等の金属元素やＢ、Ｃ等の元素を含んで構成され、必要に応じて層中の面内方向に非磁性材料で分割されたものであってもよい。また、磁性体層１５０１と基板１５０２との間には、軟磁性裏打ち層を備えていてもよい。
【００５８】
ここで、図２（ｂ）及び（ｄ）に示したように、溝１０４１が窪みとして形成されている場合には、図３のように、近接場光発生部１０４２が同時に記録磁界を発生する記録磁界発生部としての機能を兼ね備えていてもよい。
【００５９】
図３には、図２（ｂ）に記載の形状の窪みがＺ方向に延在した金属膜１０４において、記録磁界発生を兼ねる構造について図示している。図３に示すように、記録磁界発生を兼ねる金属膜１０４は、溝１０４１ｅがＺ方向に連続的に形成された箇所よりも上方において、溝１０４１のＸ方向の幅よりも大きな幅を有するスリット部１０４３によってＸ方向に２つに分断されている。これにより、金属膜１０４は、スリット部１０４３で分断された左右の部分を各々電極部１０４４ａ、１０４４ｂとして、溝１０４１が形成された領域に電流を流し、近接場光発生部１０４２ｂから磁界を発生させることの出来るシングルターンコイルとなる。ここで、電極部１０４４ａ、１０４４ｂにおける電流経路の断面積よりも、溝１０４１ｂにおける電流経路の断面積が狭いことにより、近接場光発生部１０４２ｅ近傍で、大きな記録磁界を発生させることが可能となる。
【００６０】
図３に示したような金属膜１０４を適用し、近接場光発生部１０４２が記録磁界を発生する磁気ポール１０２３を兼ねる場合には、図１に示した熱アシスト磁気ヘッド１１の構成において、記録素子１０２が備えられなくても構わない。
【００６１】
また、図２（ｂ）及び（ｄ）に示したような、溝１０４１が窪みとして形成される場合には、近接場光発生部１０４２が磁気ポール１０２３を兼ねるか否かを問わず、第１の誘電体１０３は備えられていなくても良い。これは、溝１０４１が窪みとして形成される場合には、近接場光発生部１０４２は、溝１０４１内に収まるため、第１の誘電体１０３と接することが無く、記録素子１０２が形成された誘電体基板１１３に接して金属膜１０４が直接形成されていても近接場光の発生強度に大きな影響は無いからである。ただし、磁気ポール１０２３と金属膜１０４とが電気的に接触することを防ぐ必要がある場合は、この限りではない。
【００６２】
また、図１において、傾斜部材１０８とスライダ１０１との間には、第１の誘電体１０３と金属膜１０４とが形成されているが、これらの部材が必ずしも傾斜部材１０８とスライダ１０１との間に形成されている必要はない。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）において、第１の誘電体１０３と金属膜１０４とは、これらの両方または何れか一方が、傾斜部材１０８よりも紙面下側の領域のみに形成されていても構わない。場合によっては、傾斜部材１０８は誘電体基板１１２と一体として構成されていても構わない。すなわち、傾斜部材１０８は、誘電体基板１１２に加工が加えられて形成された傾斜面であっても構わない。
【００６３】
次に、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造方法の一例を図４（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。なおここでは、図２（ａ）に示した、溝１０４１がスリットとして金属膜１０４に形成される場合について示す。
【００６４】
まず、図４（ａ）に示すように、スライダ１０１となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’上に誘電体基板１１３を形成する。そして、誘電体基板１１３上に再生素子１０９と記録素子１０２とをスパッタリング法や電鋳法、フォトリソグラフィを組み合わせて形成する。これらの部材の周囲は媒体対向面Ｓと図４において紙面上方の面であり、以降の工程で第１の誘電体１０３を形成する面を除いて誘電体膜や樹脂材料を用いて封止する。なお、再生素子１０９と記録素子１０２の製造方法は公知の垂直磁気記録方式の磁気記録装置に使用される磁気ヘッドの製造方法を適用することができる。ここで、記録素子１０２は、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、ヨーク１０２１、磁気ポール１０２３の順に配置する。
【００６５】
記録素子１０２形成後、図４（ｂ）に示すように、誘電体基板１１３上に第１の誘電体１０３を形成する。第１の誘電体１０３の形成に続き、金属膜１０４を形成する。第１の誘電体１０３や金属膜１０４はスパッタリング法または蒸着法を用いて形成可能である。
【００６６】
続いて、図４（ｃ）に示すように、金属膜１０４に溝１０４１をフォトリソグラフィ、電子ビーム露光またはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）加工等によって形成する。このときの溝１０４１は一方の端が媒体対向面Ｓに達するように形成する。
【００６７】
続いて、図４（ｄ）に示すように傾斜部材１０８を金属膜１０４上に形成する。傾斜部材１０８の形成に際しては、蒸着法またはスパッタリング法に代表される成膜手法を用いた上で、成膜に際して遮蔽板による部分的な遮蔽を行って、形成される膜厚を傾斜させることで傾斜部材１０８を形成してもよく、このような遮蔽板を用いずに成膜を行った場合、フォトリソグラフィ等のリソグラフィ手段によって傾斜面を形成しても良い。さらには、予め機械加工によって作成された傾斜部材１０８を樹脂接着剤やＡｕＳｎ等の高融点半田、原子拡散に代表される接合手法によって金属膜１０４上に接合しても良い。
【００６８】
続いて、図４（ｅ）に示すように、傾斜部材１０８上に半導体レーザー素子１０６を接合する。この際の接合についても樹脂接着剤やＡｕＳｎ等の高融点半田、原子拡散を利用した接合手法等を適用することが可能である。さらに続いて、第２の誘電体１０５をスパッタリングや蒸着に代表される成膜方法や、樹脂材料の塗布によって形成する。
【００６９】
続いて、図４（ｆ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’からスライダ１０１を切り出した上で、媒体対向面ＳまでＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって研磨を行った後、イオンミリング等のエッチング手法を利用して上記媒体対向面ＳにＡＢＳ面パターンを形成する。これらの作製に際しては、公知の磁気ヘッドの製造方法を適用可能である。
【００７０】
ここで、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１は、媒体対向面Ｓに直交する方向であるＸ−Ｚ平面に金属膜１０４及び溝１０４１が連続的に形成されている。このことにより、記録媒体１５０との擦れが生じた場合にも近接場光発生部１０４２の損傷を防ぐことが出来るとともに、ＣＭＰ研磨やイオンミリングによって媒体対向面Ｓが形成された場合にも、近接場光発生部１０４２と磁気ポール１０２３との位置関係が変化することなく、媒体対向面Ｓの所望の位置に確実に近接場光発生部１０４２を形成することができる。
【００７１】
なお、図４（ａ）〜（ｆ）を用いて説明した製造工程では、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１０１’上に素子構造を形成してからスライダ１０１の切り出しを行ったが、先にスライダ１０１の切り出しを行った上で図４（ａ）〜（ｅ）に示した素子構造を形成しても構わない。
【００７２】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１を適用することによって、半導体レーザー素子１０６から発せられた光の強度を上回る高強度の近接場光を記録媒体１５０に対して照射することが出来、極微細な領域の局所加熱を行って熱アシスト磁気記録を行うことが出来る。また、レンズ集光系や導波路構造、グレーティング構造を用いることのない極めて簡易な構成を用いて記録媒体１５０に対して高強度の近接場光を照射可能であるため、製造工程が簡略化されるとともに、レンズや導波路と半導体レーザーとの高精度な位置決めが不要となり、製造が容易になる効果を奏する。更に、高出力化に適したＴＥモードレーザーを半導体レーザー素子１０６として用いるため、高出力の近接場光を記録媒体１５０に照射可能となり、キュリー温度の高い記録媒体１５０に対しても記録が可能となる。加えて、近接場光発生部１０４２が溝１０４１を用いて形成されているため、熱伝導率の高い金属膜１０４の表面積を大きくすることが出来、高強度のレーザー光１０７の照射や高強度の近接場光発生に伴って生じる熱を効率良く拡散させて外部に放出できる。また、金属膜１０４が記録素子１０２や再生素子１０９への光照射を防ぐ遮蔽膜として機能するため、これらの素子の耐久性を高めることが可能となる。熱アシスト磁気ヘッド１１の製造に際しては、媒体対向面Ｓに対して直交する方向に金属膜１０４及び溝１０４１が形成されていることにより、ＣＭＰ研磨やイオンミリングによって媒体対向面Ｓが形成された場合にも、近接場光発生部１０４２と磁気ポール１０２３との間の距離が変化することなく、媒体対向面Ｓの所望の位置に確実に近接場光発生部１０４２を形成することができる。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
本願の第２の実施形態について図５を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態において説明した部材やその機能については同じ符号を付して説明を省略する。第１の実施形態に示した熱アシスト磁気ヘッド１１は、流入端１１２から流出端１１０、すなわちＹ軸の正方向から負方向に向かって、磁気ポール１０２３、第１の誘電体１０３、金属膜１０４の順に配置した構成であるのに対して、第２の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド２１は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、流入端１１２から流出端１１０、すなわちＹ軸の正方向から負方向に向かって、金属膜１０４ｆ、第１の誘電体１０３、磁気ポール１０２３ｆの順に配置した構成である。本実施形態のように金属膜１０４ｆを磁気ポール１０２３ｆよりも流入端１１２の近くに配置することにより、記録媒体１５０に対してまず、近接場光発生部１０４２ｆからの近接場光照射に伴う加熱が行われ、続いて、磁気ポール１０２３ｆから記録磁界が印加されて磁気情報が記録される。記録媒体１５０の加熱が磁気ポール１０２３ｆより流入端１１２に近い位置で行われることにより、温度上昇した磁性体層１５０１が記録媒体１５０の移動に伴って磁気ポール１０２３ｆ下に入り磁気情報が記録されるので、金属膜１０４ｆと磁気ポール１０２３ｆの間隔、すなわち第１の誘電体１０３の厚みを第１の実施形態よりも広げることが可能となり、素子設計の自由度が高くなるとともに、第１の誘電体１０３に要求される膜厚精度を緩和することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態においては半導体レーザー素子１０６からのレーザー光１０７は金属膜１０４ｆに形成された近接場光発生部１０４２ｆに直接照射されていないが、このような構成でも近接場光発生部１０４２ｆが近接場光を発生することは可能である。これは、レーザー光１０７が磁気ポール１０２３ｆによって散乱され、その伝播成分と近接場成分とによって金属膜１０４ｆの溝１０４１ｆ、引いては近接場光発生部１０４２ｆで電界増強を生じていると考えられる。従って、本実施形態において上記の近接場成分を近接場光発生部１０４２ｆにおける電界増強に有効に活用する観点から、磁気ポール１０２３ｆと近接場光発生部１０４２ｆとの間の距離はレーザー光１０７の波長以下、より好ましくは、磁気ポール１０２３ｆのＸ軸方向（レーザー光１０７の偏光方向）の幅以下に設定することが望ましい。
【００７５】
本実施形態における溝１０４１ｆには、第１実施形態において説明したような様々な形状のものを適用できる。また、誘電体基板１１３ｆ、記録素子１０２ｆおよびその構成要素であるヨーク１０２１ｆ、コイル１０２２ｆ、磁気ポール１０２３ｆについても形状は異なるが第１実施形態で説明したものと同じものを適用できる。
【００７６】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド２１の製造方法は、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造方法に準ずるものであって、金属膜１０４ｆ、第１の誘電体１０３、磁気ポール１０２３ｆを形成する順が、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１における形成順と逆になる。従って、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１における製造手順において、記録素子１０２ｆを形成する途中の段階、すなわち、ヨーク１０２１ｆとコイル１０２２ｆが形成された状態で、溝１０４１ｆの形成を含んだ金属膜１０４ｆの形成と第１の誘電体１０３の形成を行い、これに続いて磁気ポール１０２３ｆを形成する。
【００７７】
図５（ａ）及び（ｂ）に示した熱アシスト磁気ヘッド２１の構成においては、金属膜１０４ｆが、記録素子１０２ｆのヨーク１０２１ｆと磁気ポール１０２３ｆとを繋ぐ箇所を避ける形でスライダ１０１の流出端１１０の側面１１１に対向して形成されている場合を記載している。しかしながら、これ以外にも、ヨーク１０２１ｆと磁気ポール１０２３ｆとを繋ぐ箇所を避ける形となっていればよく、当該箇所の左右、すなわち図中Ｘ方向やＺ方向にも、金属膜１０４ｆが拡張されて配置されていても構わない。このように金属膜１０４ｆの面積を大きくすることにより、近接場光発生時の熱を拡散させる効果が大きくできる。
【００７８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態として、第１または第２の実施形態に示した熱アシスト磁気ヘッド１１、２１を磁気記録再生装置２００１に適用する形態について図６に示す。
【００７９】
本実施形態に係る磁気再生装置２００１は、第１または第２の実施形態と同構成の熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と、ディスク状の記録媒体１５０と、記録媒体１５０を回転駆動するためのスピンドル３０１と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１を支持固定するサスペンションアーム３０２と、サスペンションアーム３０２を記録媒体１５０上で駆動するボイスコイルモーター３０３と、これらを制御するための制御回路３０４とを含んで成る。制御回路３０４には、スピンドル３０１の回転駆動を制御する回転駆動制御装置３０５と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と信号をやり取りする信号処理装置３０６と、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１に形成された半導体レーザー素子１０６の出力を制御する出力制御装置３０７と、読み出した情報を蓄積するためのメモリ装置３０８とが含まれる。これらの構成は熱アシスト磁気ヘッド１１または２１と出力制御装置３０７を除いて、何れも公知のハードディスクに用いられる構成である。
【００８０】
スピンドル３０１の回転数は、記録再生を行うことができる回転数であればよく、特に限定するものでは無いが、例えば１８００ｒｐｍから７２００ｒｐｍの回転数を用いることができる。
【００８１】
次に、磁気記録再生装置２００１の動作について説明する。電源が投入されると、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１は、スピンドル３０１の回転に伴って生じる空気流によって２〜１０ｎｍ程度の浮上高さで記録媒体１５０上を浮上する。続いて、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１の半導体レーザー素子１０６に通電し、レーザー光１０７を発生させ、これを金属膜１０４に形成された溝１０４１に照射する。これにより、近接場光発生部１０４２からレーザー光１０７の波長よりも小さなサイズの近接場光が高強度で発生する。このとき制御回路３０４に含まれる出力制御装置３０７は、良好な熱アシスト磁気記録が行えるように、熱アシスト磁気ヘッド１１または２１における半導体レーザー素子１０６の出力を調整する。近接場光が記録媒体１５０に照射されると、記録媒体１５０の磁性体層１５０１が局所的に加熱され、局所加熱箇所の磁気ビットのみが磁気ポール１０２３から印加された記録磁界によって反転することで磁気情報が記録される。反転した磁気ビットは記録媒体１５０が回転して移動することによって冷却され、記録情報が安定化する。これにより磁気情報の記録は終了する。
【００８２】
記録された磁気情報の再生に際しては、再生素子１０９によって磁気ビットからの漏洩磁界を検出する。これには公知のハードディスクにおいて行われる再生方法が用いられる。
【００８３】
本実施形態によれば、高強度の近接場光を用いて効率的な熱アシスト磁気記録を実現可能な磁気記録再生装置２００１を提供できる。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明について、実施例を用いて説明する。
【００８５】
（実施例１）
第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１について、金属膜１０４に形成された溝１０４１のＺ方向の長さＬを変化させた実施例を示す。ここでは、図２（ａ）に示したスリットとして形成された溝１０４１ａを適用し、長さＬの範囲内で溝１０４１ａの図２中Ｘ−Ｙ平面に平行な断面の形状はＺ位置に依らない一定形状とした。また、溝１０４１の一端は媒体対向面Ｓに達するようにし、近接場光発生部１０４２を形成した。
【００８６】
本実施例において、スライダ１０１の材料にはＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣを用い、記録素子１０２の材料には、ヨーク１０２１及び磁気ポール１０２３にＮｉＦｅを、コイル１０２２にＣｕを用いた。記録素子１０２の周囲を埋める誘電体基板１１３、及び、第１の誘電体１０３、第２の誘電体１０５の材料には屈折率ｎが１．５である酸化Ｓｉを適用した。金属膜１０４の材料にはＡｕを用い、図２（ａ）に示す溝１０４１ａを、近接場光発生部１０４２ａのＸ方向のスリット幅が２０ｎｍとなるように形成した。記録媒体１５０の磁性体層１５０１の材料にはＣｏ膜を用いた。第１の誘電体１０３の膜厚、及び、金属膜１０４の膜厚は何れも１００ｎｍとした。熱アシスト磁気ヘッド１１と記録媒体１５０との浮上高さは４ｎｍとした。
【００８７】
本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１について、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）シミュレーションを用いて、近接場光発生部１０４２から記録媒体１５０に照射される近接場光の強度を計算した。計算に際しては、レーザー光１０７が出射される中心位置である、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置（出射端面Ｓ２）を、スライダ１０１の流出端１１０からＹ軸負方向に２３００ｎｍの位置に配置し、媒体対向面Ｓからの高さ（図１（ａ）中Ｚ軸の正方向）を２６００ｎｍとした。図１（ａ）中でＸ方向の発光中心位置は、近接場光発生部１０４２のＸ方向の中心位置と一致させた。半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ｜２はピーク値１Ｖ２／ｍ２のガウス分布を持つものとした。ＴＥモードで発光する半導体レーザー素子１０６を想定し、偏光方向は図１（ａ）中Ｘ軸方向とした（金属膜１０４に対してＳ偏光）。また、実際の半導体レーザー素子１０６からの出射光を再現するため、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７には放射角を与え、出射光の中心軸を中心にＸ軸方向に１０°、Ｙ−Ｚ平面に３０°の放射角（電界強度が中心軸における値の１／ｅ２以上となる範囲）を持つように設定した。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは、レーザー光１０７の中心軸がＹ−Ｚ平面内で記録媒体１５０の表面に直交する方向を０°とし、そこからＹ−Ｚ平面内でＹ軸負方向、すなわち、スライダ１０１における流出端１１０の側面１１１に対向して形成された金属膜１０４の方向に向けて傾斜させる向きを正方向とした。
【００８８】
図７には、上記の手法を用いて、近接場光発生部１０４２から出射された近接場光の、記録媒体１５０表面における電界強度｜Ｅ｜２のピーク値を、溝１０４１ａのＺ方向の長さＬに対して示した。ここで、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは２０°とし、光源波長λは８３０ｎｍとした。計算は、シミュレーション領域内の電界強度｜Ｅ｜２が安定する定常状態に達するまで行った。
【００８９】
図７に示すように、溝１０４１ａの長さＬが５００ｎｍから２６００ｎｍの範囲では、半導体レーザー素子１０６から出射された光の電界強度｜Ｅ｜２が、溝１０４１ａが形成されていることによって増幅され、記録媒体１５０表面で、光源の電界強度ピーク値（１Ｖ２／ｍ２）の１５〜１６倍の電界強度が得られた。また、溝１０４１ａの長さＬが１２５ｎｍから４００ｎｍの範囲で、長さＬを５００ｎｍから２６００ｎｍとした場合よりも更に大きな電界強度が得られた。特に、長さＬを１５０ｎｍから２００ｎｍの間とした場合には、長さＬを５００ｎｍから２６００ｎｍとした場合と比べて２倍以上の電界強度｜Ｅ｜２が得られた。なお、図７に示した範囲において、近接場光のスポットサイズは、電界強度ピーク値が最大値の１／ｅ２以上となる範囲とした場合、１６ｎｍ以下と極めて小さいものであった。
【００９０】
ここで、本実施例においては、半導体レーザー素子１０６からの光がＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光（漏れ光）として記録媒体１５０に照射される領域が存在する。図８には、記録媒体１５０表面において近接場光発生部１０４２ａから出射された近接場光の電界強度｜Ｅ｜２が最大となるＸ方向位置における、記録媒体１５０が移動する方向（図１（ａ）中Ｙ方向）についての電界強度分布を示した。図８中における横軸であるＹ値の正負は、図１や図２に図示した方向と一致しており、Ｙの値が負に大きくなる方向に記録媒体１５０が移動する。また、図８では、図１（ａ）における、スライダ１０１の流出端１１０（第１の誘電体１０３との境界）をＹ＝０としている。縦軸である電界強度｜Ｅ｜２は対数軸で表示している。なお、図８に示した電界強度｜Ｅ｜２のプロファイルは図７において、溝１０４１ａの長さＬを１６５ｎｍとした場合のものである。図８の電界強度｜Ｅ｜２において、Ｙが０ｎｍから−２００ｎｍの範囲は、近接場光発生部１０４２ａからの近接場光によって生じたピークであり、Ｙが−２００ｎｍから−２８００ｎｍの範囲は漏れ光を示している。
【００９１】
図８の結果から、半導体レーザー素子１０６からの光が漏れ光として記録媒体１５０に照射される領域（図８における、Ｙ＝−２００ｎｍから−２８００ｎｍ程度の範囲）においては、その電界強度｜Ｅ｜２は最高でも７．０×１０−２Ｖ２／ｍ２程度であった。これは近接場光の電界強度｜Ｅ｜２のピーク値である４１Ｖ２／ｍ２に比べて６００分の１程度であった。また、このような漏れ光が照射される領域（漏れ光の電界強度｜Ｅ｜２がピーク値である７．０×１０−２Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲）の記録媒体１５０の移動方向の長さ（図１（ａ）中のＹ方向の長さ）範囲は１８００ｎｍ程度であり、近接場光が照射される領域の長さ（近接場光の電界強度｜Ｅ｜２がピーク値である４１Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）との比が約１１０倍となることを考慮しても、近接場光が記録媒体１５０に与えるエネルギーに比べて、漏れ光が記録媒体１５０に与えるエネルギーは６分の１程度の小さな値である。これにより、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【００９２】
溝１０４１ａの長さＬの下限値は、このような観点（近接場光が記録媒体１５０に与えるエネルギーに対する、漏れ光が記録媒体１５０に与えるエネルギーの比を６分の１程度とする）から、Ｌが１００ｎｍ以上であることが望ましいことがわかった。一方で、長さＬの上限値については特に制限される要素はなく、例えば、図１（ａ）において、金属膜１０４の高さ方向の上端まで溝１０４１ａが形成されていても構わない。
【００９３】
このように、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１を用いれば、半導体レーザー素子１０６から出射されたレーザー光１０７が、溝１０４１で強度増幅され、高強度の近接場光を近接場光発生部１０４２ａから磁気ポール１０２３直近の記録媒体１５０に照射することが可能となる。これにより、極めて微小なサイズの熱アシスト磁気記録が実現可能となる。更に、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド１１は、溝１０４１ａを利用して近接場光を生成する方式であるために、溝部１０４１ａ周囲に広い面積で形成された高熱伝導性の金属膜１０４が存在する。これにより、レーザー光１０７の照射に伴って発生する熱を効率良く拡散させるとともに、金属膜１０４が記録素子１０２や再生素子１０９に対してレーザー光１０７が直接照射されないようにする遮光膜としても機能する。その結果、高出力のレーザー光１０７が直接照射された場合にもこれらの素子が高い耐久性を示す熱アシスト磁気ヘッド１１を提供できる。
【００９４】
このような熱アシスト磁気ヘッド１１は、金属膜１０４における表面プラズモン発生効率が高い波長範囲において高出力化が容易な、ＴＥモードの半導体レーザー素子１０６を用いているため、キュリー温度の高い磁性体層１５０１を備える記録媒体１５０に対しても記録が可能となるとともに、コストメリットが大きく、且つ、実用性が高い。
【００９５】
（実施例２）
実施例２として、図９には、実施例１と同じ第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１において、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを変化させた場合の、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度｜Ｅ２｜のピーク値の変化を示した。ここで、溝１０４１ａの長さＬは２６００ｎｍとした。
【００９６】
図９に示すように、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度｜Ｅ２｜は傾斜角θが４０°近傍を最大値として変化する挙動を示し、１５°から７５°の範囲で、光源であるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜の１０倍以上の増幅率を示した。実施例１で述べた漏れ光の影響を考慮すると、誤消去や誤書き込みを防止する観点から、漏れ光の１２５倍以上程度の近接場光強度（電界強度｜Ｅ２｜のピーク値）が得られることが望ましい。この観点から、近接場光強度としては光源におけるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜に対して８倍以上の増幅率が得られることが望ましいことがわかった。このことから、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは１５°から７５°の範囲とすることが望ましい。
【００９７】
（実施例３）
実施例３として、図１０には、実施例１と同じ第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１において、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを４０°とした場合の、溝１０４１ａの長さＬに対する記録媒体１５０の表面における近接場光の電界強度ピーク値の変化を示した。ここでは、実施例１で特に電界強度｜Ｅ２｜の増幅効果が高かった、長さＬが５００ｎｍ以下の範囲を図示している。本実施例における計算条件は、傾斜角θを４０°とした以外は実施例１と同じである。
【００９８】
図１０に示すように、実施例１において傾斜角θ＝２０°であるのに対して実施例３において傾斜角θ＝４０°と傾斜角θが増加するのに伴い、電界強度｜Ｅ２｜の絶対値は大きくなる。そして、電界強度｜Ｅ２｜の絶対値が極大となる溝１０４１ａの長さＬの値は傾斜角θに関して違いが生じないことが確認された。このことは、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１を製造する際に、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θの許容誤差範囲が大きくなることを示している。すなわち、溝１０４１ａの長さＬを、電界強度｜Ｅ２｜の増幅率が大きくなる値に予め形成しておけば、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θが多少ずれても、高い増幅率が得られることを示している。
【００９９】
（実施例４）
実施例４として、溝１０４１の形状を図２（ｂ）や（ｄ）に示す窪みとした場合について示す。ここでは、図２（ｂ）に示した形状がＺ方向に延在する溝１０４１ｂを適用し、窪みのＸ方向の幅を２０ｎｍ、Ｙ方向の深さを５０ｎｍとした場合について、実施例１と同様のＦＤＴＤシミュレーションを行った。その結果、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを２０°とした場合、溝１０４１ｂの長さＬが２６００ｎｍのときに、３９Ｖ２／ｍ２、長さＬが１６５ｎｍのときに、４６Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が記録媒体１５０の表面で得られた。また、傾斜角θを４０°とした場合には、溝１０４１ｂの長さＬが２６００ｎｍのときに、７３Ｖ２／ｍ２、長さＬが１６５ｎｍのときに、９２Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値がそれぞれ得られた。
【０１００】
このように、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１は、溝１０４１を窪みとした場合であっても、光源のレーザー光１０７の強度に対して大きな電界強度｜Ｅ２｜の増幅が得られる構成である。
【０１０１】
（実施例５）
本実施例では、図３に示したように、近接場光発生部１０４２ｅにおいて記録磁界を同時に発生させることが可能な構成について、ＦＤＴＤシミュレーションを行った。
【０１０２】
スリット部１０４３のＸ方向の幅は２００ｎｍとし、溝１０４１ｅのＸ方向の幅は２０ｎｍ、Ｙ方向の深さは５０ｎｍ、Ｚ方向の長さは１６５ｎｍとした。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは４０°とした。その結果、１１Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が記録媒体１５０の表面で得られ、近接場光発生部１０４２ｅにおいて記録磁界を同時に発生させることが可能な構成においても、光源のレーザー光１０７の強度を増幅した高強度の近接場光が得られることが確認できた。
【０１０３】
（実施例６）
実施例１において、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの高さ（図１（ａ）中Ｚ方向の距離）を２６００ｎｍとしたが、本実施例ではこれを変化させた場合について示す。
【０１０４】
本実施例では、上記半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの高さを距離Ｄとし、距離Ｄを１０００ｎｍと小さくした場合、及び、５０００ｎｍと大きくした場合についてＦＤＴＤシミュレーションを行った。このときの溝１０４１ａの長さＬは、何れも距離Ｄと同じとした。半導体レーザー素子１０６の傾斜角θは４０°とした。これ以外の条件は実施例１と同じとした。
【０１０５】
まず、距離Ｄを１０００ｎｍとした場合、近接場光発生部１０４２ａから発せられる近接場光の記録媒体１５０の表面における電界強度ピーク値は１６Ｖ２／ｍ２であった。これに対し、漏れ光の記録媒体１５０の表面における強度は最高で１．４×１０−１Ｖ２／ｍ２であり、近接場光のほうが１１０倍大きい値であった。これは記録媒体１５０の移動方向（Ｙ方向）の近接場光照射範囲（近接場光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１６Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）と漏れ光照射範囲（漏れ光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１．４×１０−１Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１０００ｎｍ）の比（６３倍）を考慮しても大きな値であり、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【０１０６】
また、距離Ｄを５０００ｎｍとした場合、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光の電界強度のピーク値は２．６Ｖ２／ｍ２であった。これに対し、漏れ光の強度は最高で１．７×１０−２Ｖ２／ｍ２であり、近接場光の方が１５０倍大きい値であった。これは記録媒体１５０の移動方向（Ｙ方向）の近接場光照射範囲（近接場光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である２．６Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として１６ｎｍ）と漏れ光照射範囲（漏れ光の電界強度｜Ｅ２｜がピーク値である１．７×１０−２Ｖ２／ｍ２の１／ｅ２以上となる範囲として２２００ｎｍ）の比（１４０倍）を考慮しても大きな値であり、漏れ光による誤書き込みや誤消去は引き起こされずに済む。
【０１０７】
このように半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄは広いマージンを有している。すなわち、本願の熱アシスト磁気ヘッド１１の製造に際して、実施例２や実施例３に示した傾斜角θの許容範囲が広いことともに、半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄに関しても数ミクロンオーダーで取り付け時のずれに対する許容範囲が存在する。このことは、高い取り付け精度を必要としないため、製造方法の簡略化が可能であるとともに、良品率の向上にも繋がる。
【０１０８】
なお、ここで示した距離Ｄは５００ｎｍから１０μｍの範囲に設定されることが特に望ましい。半導体レーザー素子１０６の発光中心位置の媒体対向面Ｓからの距離Ｄが５００ｎｍよりも小さくなると、半導体レーザー素子１０６から発せられるＦａｒ−Ｆｉｅｌｄ光の影響が大きくなり、記録媒体１５０の磁気情報が誤書き込み、または、誤消去される虞が生じる。また、この距離Ｄが１０μｍよりも大きくなると、記録に十分な強度の近接場光を近接場光発生部１０４２ａから発生させることが難しくなる。
【０１０９】
（実施例７）
本実施例では、図７に示した、電界強度｜Ｅ２｜の溝１０４１ａの長さＬ依存性において、長さＬが５００ｎｍ以下の領域に見られる特に大きな電界強度の増強が得られる条件について示す。
【０１１０】
まず、このような電界強度｜Ｅ２｜の増強が生じる理由を考察するために、図１１には、（ａ）Ｌが１μｍの場合、（ｂ）Ｌが５００ｎｍの場合、（ｃ）Ｌが３５０ｎｍの場合、（ｄ）Ｌが１６５ｎｍの場合のそれぞれについて、近接場光発生部１０４２ａの媒体対向面Ｓの位置を基点（Ｚ＝０）としてＺが正の方向（図１における紙面上方向）に沿った溝１０４１ａの電界強度分布を示した。なお、縦軸は対数軸となっている。
【０１１１】
図１１から分かるように、（ａ）の１μｍの場合には、近接場光発生部１０４２ａ位置（図中Ｚ＝０）よりもＺが大きい領域（溝１０４１内部）において、レーザー光１０７の波長λの数分の１程度の幅（数百ｎｍ程度の幅）を持った強度ピークが３つ存在している。また、（ｂ）の５００ｎｍではこのような強度ピークが２つ存在している。これに対し、（ｃ）および（ｄ）では強度ピークが１つのみである。これらの結果から、長さＬが５００ｎｍ以下の領域に見られる電界強度｜Ｅ２｜の特に大きな増強は、溝１０４１ａ内のＺ方向に定在波が生じ、その強度ピークが、近接場光発生部１０４２ａでのピークを除いてＺ方向に１つのみとなることにより発生していることがわかる。
【０１１２】
また、これは、有限の長さＬを持つ溝１０４１ａが共振器の役割を果たしており、且つ、その共振器内に生じる定在波の周期が少ない状態、特に、強度ピークが１つとなる場合に高強度の増幅が得られることを示している。このように、溝１０４１ａ内の強度ピークを１つとすることで、記録媒体１５０表面における近接場光強度を格段に高めることが可能である。
【０１１３】
（実施例８）
本実施例では、実施例７に示した共振器による増幅の事例において、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎを変化させた際の、溝１０４１ａの長さＬの望ましい範囲について示す。
【０１１４】
実施例７において、図１１に示したように溝１０４１ａでＺ方向に生じる強度ピーク（定在波）は、そのＺ方向の幅が、光源であるレーザー光１０７の波長の数分の１程度である。このことから、このような定在波は、主としてレーザー光１０７から発せられた金属膜１０４に達した光が溝部１０４１ａのＺ方向の両端で反射することによって生じていると想定される。
【０１１５】
この観点から、近接場光発生部１０４２から発せられる近接場光の記録媒体１５０の表面における強度が最大となる長さＬ（図７や図１１においては、１６５ｎｍであった）は、溝１０４１ａと接する第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎによって変化することが考えられる。
【０１１６】
図１２には、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率を同じ値ｎとし、実用性のある材料選択の範囲を念頭に、ｎを１．０から２．５まで変化させた際に、記録媒体１５０表面における近接場光の電界強度ピーク値が最大となる溝１０４１ａの長さＬを屈折率ｎに対して示した。図１２に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬを屈折率ｎに対して示した。図１２に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬは屈折率ｎの増加に対して単調に減少しており、ほぼ、屈折率ｎの増加分と溝１０４１ａの長さＬの減少分とが比例する関係であることが明らかとなった。これに基づけば、第１の誘電体１０３や第２の誘電体１０５の屈折率を変化させた場合にも最適な溝１０４１ａの長さＬを求めることが可能である。
【０１１７】
ここで、図７や図１１の結果からは、溝１０４１ａの長さＬが１００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲で、溝１０４１ａの長さＬが更に長い場合に比べて大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られている。言い換えれば、共振構造による電界強度増幅が見られている。この範囲は、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬ（１６５ｎｍ）に対して６５ｎｍ短い長さから、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬの２倍（３３０ｎｍ）に対して１７０ｎｍ長い長さまでの範囲に相当する。さらに屈折率ｎを１．０から２．５まで変化させて上記のように大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られる溝１０４１ａの長さＬの範囲を足し合わせると、その範囲は、６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下となった。この範囲に長さＬを設定することで、溝１０４１ａに生じる電界強度ピークを１つに限定し、共振構造による電界強度増幅を得ることが可能である。
【０１１８】
なお、本実施例においては、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５とを同じとする場合について示したが、これらを、それぞれ屈折率の異なる材料で構成しても構わない。その場合、図２（ａ）や（ｃ）に例示したようなスリットの溝１０４１については、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率の中間の値に基づいて最適な長さＬを求めればよく、図２（ｂ）や（ｄ）に例示したような窪みの溝１０４１については、第２の誘電体１０５の屈折率のみを考慮すればよい。言い換えれば、何れのケースでも、近接場光発生部１０４２と接している誘電体の屈折率を考慮すればよい。
【０１１９】
（実施例９）
実施例８に示した共振構造を利用する場合、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬは、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎの値と同様に、半導体レーザー素子１０６から出射されるレーザー光１０７の波長λにも依存することが考えられる。本実施例では、レーザー光１０７の波長λを変化させた場合の、溝１０４１ａの長さＬの望ましい範囲について示す。
【０１２０】
図１３には、レーザー光１０７の波長λを、ＴＥモードの高強度のレーザー光が得られる観点、及び、表面プラズモンの発生効率が高い観点から、６５０ｎｍから８３０ｎｍまでの範囲とし、この範囲で波長λを変化させた際に、電界強度｜Ｅ２｜のピーク値が最大となる溝１０４１ａの長さＬを求めた結果を示した。ここでの第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎは１．０とした。
【０１２１】
図１３に示すように、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬはレーザー光１０７の波長λの増加に対して単調に増加し、波長λとほぼ比例関係にある。
【０１２２】
ここで、屈折率ｎが１．０で波長λが８３０ｎｍの場合には、溝１０４１ａの長さＬが２００ｎｍから８３０ｎｍまでの範囲で、溝１０４１ａの長さＬが更に長い場合に比べて大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られている。言い換えれば、共振構造による電界強度増幅が見られている。この範囲は、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬ（２７５ｎｍ）に対して７５ｎｍ短い長さから、電界強度｜Ｅ２｜が最大となる溝１０４１ａの長さＬの２倍（５５０ｎｍ）に対して２８０ｎｍ程度長い長さまでの範囲に相当する。さらに波長λを６５０ｎｍから８３０ｎｍまで変化させて上記のように大きな電界強度｜Ｅ２｜が得られる溝１０４１ａの長さＬの範囲を足し合わせると、その範囲が、６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下となる。溝１０４１ａの長さＬをこのような範囲に設定することで共振構造による電界強度増幅が得られることがわかった。
【０１２３】
実施例７で示した溝部１０４１ａの長さＬの好適な範囲に合わせて考えれば、溝部１０４１ａの長さＬを６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下に設定しておくことで、第１の誘電体１０３と第２の誘電体１０５の屈折率ｎが１．０から２．５の範囲、半導体レーザー素子１０６から発せられるレーザー光１０７の波長λが６５０ｎｍから８３０ｎｍの範囲から選択される場合に、共振構造による電界強度増幅を得ることが出来る熱アシスト磁気ヘッド１１を実現可能であり、これにより、非常に高い効率でもって記録媒体１５０への熱アシスト磁気記録が可能となる。
【０１２４】
（実施例１０）
実施例７から実施例９で示したような、共振構造による電界強度｜Ｅ２｜の増幅について、増幅が得られる条件を一般化するために、第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎ、溝１０４１ａの長さＬ、レーザー光１０７の波長λから求められる光学距離（ｎ×Ｌ／λ）を基準とし、これらの値を変化させて電界強度｜Ｅ２｜が増幅される範囲を求めた。その結果、光学距離（ｎ×Ｌ／λ）を０．１から１．０の範囲とした場合に、共振構造による電界強度増幅が得られることが確認出来た。すなわち、熱アシスト磁気ヘッド１１に適用される第１の誘電体１０３及び第２の誘電体１０５の屈折率ｎ（溝１０４１が窪みで形成される場合には、第２の誘電体１０５の屈折率ｎのみ）、及び、レーザー光１０７の波長λに応じて、光学距離（ｎ×Ｌ／λ）が０．１から１．０の範囲となるように溝１０４１ａの長さＬを設定することにより、共振構造による電界強度増幅を得ることが出来る。
【０１２５】
（実施例１１）
実施例１１では、第２の実施形態に示したように、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、近接場光発生部１０４２ｆ、磁気ポール１０２３ｆの順に配置された構成の熱アシスト磁気ヘッド２１について、半導体レーザー素子１０６の傾斜角θを２０°として、記録媒体１５０表面における電界強度｜Ｅ２｜を計算した。ＦＤＴＤシミュレーションの条件は実施例１に準ずるものとし、図５における第１の誘電体１０３の膜厚、及び、金属膜１０４ｆの膜厚はともに１００ｎｍとした。溝１０４１ｆには図２（ａ）に示したスリットのものを適用し、溝１０４１ｆの長さＬは２６００ｎｍとした。
【０１２６】
その結果、記録媒体１５０表面において６７Ｖ２／ｍ２の電界強度ピーク値が得られ、光源であるレーザー光１０７の電界強度｜Ｅ２｜が図７に示した実施例１においてＬ＝２６００ｎｍの場合の電界強度ピーク値に対して大きく増幅されている結果となった。このように、スライダ１０１の流入端１１２から流出端１１０の方向に、近接場光発生部１０４２ｆ、磁気ポール１０２３ｆの順に配置された構成においても、高い電界強度増幅効果が得られることが確認できた。
【０１２７】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。
【０１２８】
例えば、上述した実施形態では熱アシスト磁気ヘッド１１または２１は、垂直磁気記録方式に適用されているが、水平磁気記録方式に適用することも可能である。
【０１２９】
また、溝１０４１は、金属膜１０４の媒体対向面Ｓで近接場光を発生できればよく、Ｚ方向に幅の変化するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１１、２１ 熱アシスト磁気ヘッド
１０１ スライダ
１０１’ Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板
１０２、１０２ｆ 記録素子
１０２１、１０２１ｆ ヨーク
１０２２、１０２２ｆ コイル
１０２３、１０２３ｆ 磁気ポール
１０３ 第１の誘電体
１０４、１０４ｆ 金属膜
１０４１、１０４１ａ、１０４１ｂ、１０４１ｃ、１０４１ｄ、１０４１ｅ、１０４１ｆ 溝
１０４２、１０４２ａ、１０４２ｂ、１０４２ｃ、１０４２ｄ、１０４２ｅ、１０４２ｆ 近接場光発生部
１０４３ スリット部
１０４４ａ、１０４４ｂ 電極部
１０４５ａ、１０４５ｃ、１０４５ｄ 傾斜部
１０５ 第２の誘電体
１０６ 半導体レーザー素子
１０７ レーザー光
１０８ 傾斜部材
１０９ 再生素子
１１０ 流出端
１１１ 側面
１１２ 流入端
１１３、１１３ｆ 誘電体基板
１５０ 記録媒体
１５０１ 磁性体層
１５０２ 基板
２００１ 磁気記録再生装置
３０１ スピンドル
３０２ サスペンションアーム
３０３ ボイスコイルモーター
３０４ 制御回路
３０５ 回転駆動制御装置
３０６ 信号処理装置
３０７ 出力制御装置
３０８ メモリ装置
Ｄ 距離
｜Ｅ２｜ 電界強度
Ｌ 長さ
ｎ 屈折率
Ｓ 媒体対向面
Ｓ２ 出射端面
θ 傾斜角
λ 波長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に対して記録磁界を印加するための磁界印加手段、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部がスライダに保持された熱アシスト磁気ヘッドであって、
上記近接場光発生部は、媒体対向面を上記スライダの底面としたときに上記スライダの流出端の側面と対向するように配置された金属膜に形成された上記媒体対向面に垂直に延在した溝の上記磁気記録媒体に対向した端部であり、
上記半導体レーザー素子は、ＴＥモード発振するものであって、上記スライダの上記流出端の上記側面と対向するように配置されているとともに、その出射端面が上記スライダの上記流出端の上記側面から上記金属膜より離れた位置に配置され且つ上記近接場光発生部にレーザー光が照射されるような方向に上記媒体対向面に対して傾斜していることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項２】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の高さ位置が上記媒体対向面から５００ｎｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項３】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の上記媒体対向面に対する傾斜角が１５°以上７５°以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項４】
上記溝が、上記金属膜にスリットとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項５】
上記溝が、上記金属膜に窪みとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項６】
上記溝が、上記媒体対向面の近傍上記金属膜に窪みとして形成され、上記窪みよりも上記媒体対向面から離れた位置で上記金属膜に上記窪みと連続したスリットとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項７】
上記溝及び上記近接場光発生部と接する誘電体が形成され、上記誘電体の屈折率をｎ、上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さをＬ、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長をλとしたときに、波長λで規格化した光学距離（ｎ×Ｌ）／λが０．１以上、１．０以下であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項８】
上記溝及び上記近接場光発生部と接して誘電体が形成されているとともに、上記誘電体の屈折率が１．０以上、２．５以下であり、
上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長が６５０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であり、
上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さが６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項９】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記磁界印加手段が上記近接場光発生部よりも上流に配置されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項１０】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記近接場光発生部が上記磁界印加手段よりも上流に配置されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッドと、上記熱アシスト磁気ヘッドによって磁気情報が記録される磁気記録媒体とを備えている熱アシスト磁気記録再生装置。
【請求項１】
磁気記録媒体に対して記録磁界を印加するための磁界印加手段、レーザー光を出射する半導体レーザー素子、及び、レーザー光が照射されると近接場光を発生する近接場光発生部がスライダに保持された熱アシスト磁気ヘッドであって、
上記近接場光発生部は、媒体対向面を上記スライダの底面としたときに上記スライダの流出端の側面と対向するように配置された金属膜に形成された上記媒体対向面に垂直に延在した溝の上記磁気記録媒体に対向した端部であり、
上記半導体レーザー素子は、ＴＥモード発振するものであって、上記スライダの上記流出端の上記側面と対向するように配置されているとともに、その出射端面が上記スライダの上記流出端の上記側面から上記金属膜より離れた位置に配置され且つ上記近接場光発生部にレーザー光が照射されるような方向に上記媒体対向面に対して傾斜していることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項２】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の高さ位置が上記媒体対向面から５００ｎｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項３】
上記半導体レーザー素子の上記出射端面の上記媒体対向面に対する傾斜角が１５°以上７５°以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項４】
上記溝が、上記金属膜にスリットとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項５】
上記溝が、上記金属膜に窪みとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項６】
上記溝が、上記媒体対向面の近傍上記金属膜に窪みとして形成され、上記窪みよりも上記媒体対向面から離れた位置で上記金属膜に上記窪みと連続したスリットとして形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項７】
上記溝及び上記近接場光発生部と接する誘電体が形成され、上記誘電体の屈折率をｎ、上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さをＬ、上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長をλとしたときに、波長λで規格化した光学距離（ｎ×Ｌ）／λが０．１以上、１．０以下であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項８】
上記溝及び上記近接場光発生部と接して誘電体が形成されているとともに、上記誘電体の屈折率が１．０以上、２．５以下であり、
上記半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の波長が６５０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であり、
上記溝の上記媒体対向面に垂直な方向の長さが６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項９】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記磁界印加手段が上記近接場光発生部よりも上流に配置されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項１０】
上記スライダの流入端から上記流出端に向かう方向について、上記近接場光発生部が上記磁界印加手段よりも上流に配置されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の熱アシスト磁気ヘッドと、上記熱アシスト磁気ヘッドによって磁気情報が記録される磁気記録媒体とを備えている熱アシスト磁気記録再生装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−４１５６（Ｐ２０１３−４１５６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７２１２（Ｐ２０１１−１３７２１２）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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