熱アシスト磁気ヘッド
【課題】従来の磁気記録素子の製造方法を適用可能であって、製造時の歩留り向上が可能であり、動作時の信頼性の向上が可能な熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッド等を提供する。
【解決手段】
端面発光型の発光素子40は−Z方向に光を出射するように設けられている。発光素子40は、絶縁層41の主表面411に隣接する素子側面403、及び絶縁層41の深部表面412に対向する対向面402を有している。発光素子40は、深部表面412上に第2電極49を介して載置されており、主表面411と素子側面403との間には第1電極42a(47)が介在している。発光素子40には、素子側面403と対向面402にそれぞれ第1電極42a(47)と第2電極49が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。
【解決手段】
端面発光型の発光素子40は−Z方向に光を出射するように設けられている。発光素子40は、絶縁層41の主表面411に隣接する素子側面403、及び絶縁層41の深部表面412に対向する対向面402を有している。発光素子40は、深部表面412上に第2電極49を介して載置されており、主表面411と素子側面403との間には第1電極42a(47)が介在している。発光素子40には、素子側面403と対向面402にそれぞれ第1電極42a(47)と第2電極49が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。
【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方式により信号の書き込みを行う熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ(HGA)及びこのHGAを備えたハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ハードディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗(MR)効果素子等の磁気検出素子と電磁コイル素子等の磁気記録素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクにデータ信号が読み書きされる。
【0003】
一般に、磁気記録媒体は、いわば磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、1つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。
【0004】
磁化の熱安定性の目安は、KUV/kBTで与えられる。ここで、KUは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Vは1つの磁性微粒子の体積、kBはボルツマン定数、Tは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにVを小さくすることであり、そのままではKUV/kBTが小さくなって熱安定性が損なわれる。この問題への対策として、同時にKUを大きくすることが考えられるが、このKUの増加は、記録媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保磁力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【0005】
このような磁化の熱安定性の問題を解決する方法として、KUの大きな磁性材料を用いる一方で、書き込み磁界印加の直前に記録媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は、磁気ドミネント記録方式と光ドミネント記録方式とに大別される。磁気ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は電磁コイル素子であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)に比べて大きくなっている。一方、光ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は光放射部であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)とほぼ同じとなっている。すなわち、磁気ドミネント記録方式は、空間分解能を磁界に持たせているのに対し、光ドミネント記録方式は、空間分解能を光に持たせている。
【0006】
このような熱アシスト磁気ヘッド記録装置として、特許文献1〜7及び非特許文献1には、磁界を発生する磁気記録素子を備えたスライダとは離れた位置に半導体レーザ等の光源を設け、この光源からの光を光ファイバやレンズ等を介してスライダの媒体対向面まで導く構造が開示されている。
【0007】
また、特許文献8〜11及び非特許文献2には、スライダの側面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドや、スライダの媒体対向面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。
【0008】
また、高効率集光素子であるSIL(Solid Immersion Lens)や近接場光(Near-Field Light)の発生素子であるプラズモン・プローブを用いた磁気ヘッドの研究も行われている。特許文献12には、平面導波路の先端にプラズモン・プローブを設けた装置が開示されている。
【特許文献1】国際公開WO92/02931号パンフレット(特表平6−500194号公報)
【特許文献2】国際公開WO98/09284号パンフレット(特表2002−511176号公報)
【特許文献3】特開平10−162444号公報
【特許文献4】国際公開WO99/53482号パンフレット(特表2002−512725号公報)
【特許文献5】特開2000−173093号公報
【特許文献6】特開2002−298302号公報
【特許文献7】特開2001−255254号公報
【特許文献8】特開2001−283404号公報
【特許文献9】特開2001−325756号公報
【特許文献10】特開2004−158067号公報
【特許文献11】特開2004−303299号公報
【特許文献12】米国特許6,795,630号明細書
【非特許文献1】ShintaroMiyanishi他著 ”Near-field Assisted Magnetic Recording”IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS、2005年、第41巻、第10号、p.2817−2821
【非特許文献2】庄野敬二、押木満雅著 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌、2005年、第29巻、第1号、p.5−13
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、スライダからはるか遠く離れた場所に光源を配置すると、光を導くために光ファイバ、レンズ、ミラー等を長い距離にわたって使用せざるを得ず、光の伝播効率が大幅に低下するという問題が生じる。レーザダイオード等の発光素子をスライダの直上に配置し、スライダに導波路を設けて媒体対向面に入射光を導くようにすると、光の伝播効率は改善させることが可能である。ところが、発光素子へ電圧を印加するために発光素子の電極部にワイヤーを接続すると、ワイヤー接続時に発光素子に超音波を与える必要があるため、これにより発光素子が破壊される場合がある。また、ワイヤー接続後の発光素子のハンドリングや洗浄時にワイヤーが切断される恐れがある。このため、製品の製造時の歩留りが低下するという問題が生じる。また、ハードディスク装置の動作時にはHGAは高速で移動するため、ワイヤーが切断される恐れがあり、製品の信頼性が低下するという問題が生じる。
【0010】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、従来の磁気記録素子の製造方法を適用可能であって、動作時の信頼性の向上が可能な熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えたハードディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上述の課題を解決するため、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッドは、媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び媒体対向面と第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、媒体対向面側に近接場光発生部が形成された光出射面と、近接場光発生部に近接した磁気記録素子とを有し、スライダ基板の側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、第1面に固定された光源支持基板と、光出射面から出射する光を提供するように、光源支持基板の一側面に固定された発光素子と、を備え、光源支持基板の一側面は、主表面と、深部表面と、を有し、主表面と深部表面との間には段差が構成されており、主表面から深部表面に向かう方向は、発光素子の積層方向であり、発光素子は、深部表面に対向する対向面と、対向面の側方に位置する素子側面と、を有し、主表面と素子側面、深部表面と対向面との間には、それぞれ第1電極及び第2電極が介在していることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
【0012】
光源支持基板には発光素子が固定されており、スライダ基板の第1面は光源支持基板の第2面に固定されている。したがって、スライダ基板と発光素子との位置関係が固定される。
【0013】
すなわち、この熱アシスト磁気ヘッドによれば、発光素子から出射された光は、媒体対向面に設けられた光出射面の近接場光発生部から出射し、磁気記録媒体に照射される。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域の温度が上昇し、当該記録領域の保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に磁気記録素子に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域に情報を書き込むことができる。
【0014】
また、発光素子には、素子側面と対向面にそれぞれ第1電極と第2電極が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。発光素子は、光源支持基板の深部表面上に第2電極を介して載置されており、光源支持基板の主表面と素子側面との間には第1電極が介在している。この構造により、発光素子に電圧を印加するためのワイヤーを接続する必要がなくなるため、製造時の歩留りの向上が可能となっている。また、この構造の場合、ワイヤーを用いたものと比較して、素子間の特性を均一化することができる。
【0015】
また、発光素子を固定する光源支持基板には段差が設けられており、深部表面上に発光素子を載置すると、発光素子の素子側面が光源支持基板の主表面に隣接することになるので、第1電極をこれらの間に容易に介在させ、電気的接続を行うことができる。
【0016】
また、磁気ヘッド部は、光出射面と、第1面側に形成された光入射面とを含む平面導波路のコアをさらに有し、発光素子は、光入射面に対向することが好ましい。発光素子はコアの光入射面に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。
【0017】
本発明に係るHGAは、上述の熱アシスト磁気ヘッドと、熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションとを備えることが好ましく、本発明に係るハードディスク装置は、上記HGAと、媒体対向面に対向する磁気記録媒体とを備えることが好ましい。
【0018】
上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、端面発光型発光素子に電圧を印加するためのワイヤーによる接続を行っていないため、製造時の歩留りの向上が可能であり、動作時にワイヤーが切断するという問題点も無いため、信頼性の向上が可能である。
【発明の効果】
【0019】
本発明の熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置によれば、動作時の信頼性の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
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。(ハードディスク装置)
図1は、実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。
【0021】
ハードディスク装置1は、スピンドルモータ11の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク10、熱アシスト磁気ヘッド21をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置12、この熱アシスト磁気ヘッド21の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオードを制御するための記録再生及び発光制御回路(制御回路)13を備えている。
【0022】
アセンブリキャリッジ装置12には、複数の駆動アーム14が設けられている。これらの駆動アーム14は、ボイスコイルモータ(VCM)15によってピボットベアリング軸16を中心にして揺動可能であり、この軸16に沿った方向に積層されている。各駆動アーム14の先端部には、ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)17が取り付けられている。各HGA17には、熱アシスト磁気ヘッド21が、各磁気ディスク10の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク10の表面に対向する面が熱アシスト磁気ヘッド21の媒体対向面S(エアベアリング面とも呼ばれる)である。なお、磁気ディスク10、駆動アーム14、HGA17及び熱アシスト磁気ヘッド21は、単数であってもよい。
(HGA)
図2は、HGA17の斜視図である。同図は、HGA17の媒体対向面Sを上にして示してある。
【0023】
HGA17は、サスペンション20の先端部に、熱アシスト磁気ヘッド21を固着し、さらにその熱アシスト磁気ヘッド21の端子電極に配線部材203の一端を電気的に接続して構成される。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上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ201と、フレックシャの先端に板ばね状に形成されたタング部204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上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材203とから主として構成されている。
【0024】
なお、HGA17におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション20の途中にヘッド駆動用ICチップを装着してもよい。
(熱アシスト磁気ヘッド)
図3は、図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。
【0025】
配線部材203は、記録信号用の一対の電極パッド237、237、読出信号用の一対の電極パッド238、238、光源駆動用の一対の電極パッド247、248に接続されている。
【0026】
熱アシスト磁気ヘッド21は、スライダ22と、光源支持基板230及び熱アシスト磁気記録用の光源となる端面発光型のレーザダイオード素子(発光素子)40を備えた光源ユニット23とが、スライダ基板220の背面(第1面)2201及び光源支持基板230の接着面(第2面)2300を接面させて接着、固定された構成を有している。
【0027】
ここで、スライダ基板220の背面2201は、スライダ22の媒体対向面Sとは反対側の面である。また、光源支持基板230の底面2301がフレクシャ201のタング部204に、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤により接着されている。
【0028】
スライダ22は、スライダ基板220及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部32を備えている。
【0029】
スライダ基板220は、板状を呈し、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面Sを有する。スライダ基板220は導電性のアルティック(Al2O3−TiC)等から形成されている。
【0030】
磁気ヘッド部32は、スライダ基板220の媒体対向面Sに対して略垂直な側面である集積面2202に形成されている。磁気ヘッド部32は、磁気情報を検出する磁気検出素子としてのMR効果素子33、磁界の生成により磁気情報を書き込む垂直(面内でも良い)磁気記録素子としての電磁コイル素子34、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の間を通して設けられている平面導波路としての導波路(コア)35、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36、及び、これらMR効果素子33、電磁コイル素子34、コア35及び近接場光発生部36を覆うように集積面2202上に形成された絶縁層(クラッド)38とを備えている。
【0031】
更に、磁気ヘッド部32は、絶縁層38の露出面上に形成され、MR効果素子33の入出力端子にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド371、371、電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド373、373、及び、スライダ基板220と電気的に接続されたグランド用の電極パッド375を備えている。ビアホール375aを介して、スライダ基板220と電気的に接続された電極パッド375は、フレクシャ201の電極パッド247と、ボンディングワイヤにより接続されており、スライダ基板220の電位は電極パッド247により、例えばグラウンド電位に制御されている。
【0032】
MR効果素子33、電磁コイル素子34、及び近接場光発生部36の各端面は、媒体対向面S上に露出している。また、端面発光型の発光素子40を構成する複数の層の積層方向の両端は、それぞれ電極パッド47,48に電気的に接続されている。
【0033】
図4は、図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。
【0034】
MR効果素子33は、MR積層体332と、このMR積層体332を挟む位置に配置されている下部シールド層330及び上部シールド層334とを含む。下部シールド層330及び上部シールド層334は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等によって形成された厚さ0.5〜3μm程度のNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等の磁性材料で構成することができる。上下部シールド層334及び330は、MR積層体332が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【0035】
MR積層体332は、面内通電型(CIP(Current In Plane))巨大磁気抵抗(GMR(Giant Magneto Resistance))多層膜、垂直通電型(CPP(Current Perpendicular to Plane))GMR多層膜、又はトンネル磁気抵抗(TMR(Tunnel Magneto Resistance))多層膜等の磁気抵抗効果膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。
【0036】
MR積層体332は、例えば、TMR効果多層膜を含む場合、IrMn、PtMn、NiMn、RuRhMn等からなる厚さ5〜15nm程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるCoFe等、又はRu等の非磁性金属層を挟んだ2層のCoFe等から構成されており反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばAl、AlCu等からなる厚さ0.5〜1nm程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ1nm程度のCoFe等と厚さ3〜4nm程度のNiFe等との2層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
【0037】
MR効果素子33と導波路35との間には、下部シールド層330と同様の材料からなる素子間シールド層148が形成されている。素子間シールド層148は、MR効果素子33を、電磁コイル素子34より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層148と導波路35との間に、さらに、バッキングコイル部が形成されていてもよい。バッキングコイル部は、電磁コイル素子34から発生してMR効果素子33の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去(WATE)現象の抑制を図るものである。
【0038】
MR積層体332の媒体対向面Sとは反対側のシールド層330、334間、シールド層330、334、148の媒体対向面Sとは反対側、下部シールド層330とスライダ基板220との間、及び、素子間シールド層148と導波路35との間にはアルミナ等から形成された絶縁層38が形成されている。
【0039】
なお、MR積層体332がCIP−GMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330の各々とMR積層体332との間に、アルミナ等により形成されたアルミナ等の絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、図示は省略するが、MR積層体332にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのMRリード導体層が形成される。一方、MR積層体332がCPP−GMR多層膜又はTMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とMRリード導体層とは不要であって省略される。
【0040】
MR積層体332のトラック幅方向の両側には、磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、CoTa,CoCrPt,CoPt等の強磁性材料からなるハードバイアス層(図示せず)が形成される。
【0041】
電磁コイル素子34は、垂直磁気記録用が好ましく、図4に示すように、主磁極層340、ギャップ層341a、コイル絶縁層341b、コイル層342、及び補助磁極層344を備えている。
【0042】
主磁極層340は、コイル層342によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク(媒体)の記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層340の媒体対向面S側の端部のトラック幅方向(図4の紙面奥行き方向)の幅及び積層方向(図4の左右方向)の厚みは、他の部分に比べて小さくすることが好ましい。この結果、高記録密度化に対応した微細で強い書き込み磁界を発生可能となる。
【0043】
主磁極層340に磁気的に結合した補助磁極層344の媒体対向面S側の端部は、補助磁極層344の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部を形成している。補助磁極層344は、主磁極層340の媒体対向面S側の端部とアルミナ等の絶縁材料により形成されたギャップ層(クラッド)341a,コイル絶縁層341bを介して対向している。このような補助磁極層344を設けることによって、媒体対向面S近傍における補助磁極層344と主磁極層340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を小さくすることができる。
【0044】
補助磁極層344は、例えば、厚さ約0.5〜約5μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されている。
【0045】
ギャップ層341aは、コイル層342と主磁極層340とを離間しており、例えば、厚さ約0.01〜約0.5μmの、例えばスパッタリング法、CVD法等を用いて形成されたAl2O3又はDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等から構成されている。
【0046】
コイル層342は、例えば、厚さ約0.5〜約3μmの、例えばフレームめっき法等を用いて形成されたCu等から構成されている。主磁極層340の後端と補助磁極層344の媒体対向面Sから離れた部分とが結合され、コイル層342はこの結合部分を取り囲むように形成されている。
【0047】
コイル絶縁層341bは、コイル層342と、補助磁極層344とを離間し、例えば、厚さ約0.1〜約5μmの熱硬化されたアルミナやレジスト層等の電気絶縁材料から構成されている。
【0048】
導波路(コア)35は、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間に位置していて集積面(YZ平面)2202と平行に延びており、磁気ヘッド部32の媒体対向面Sから、磁気ヘッド部32の媒体対向面Sとは反対側の面32aまで延びており、本例では矩形の板状のものである。コア35は、共に媒体対向面Sから延び、トラック幅方向において対向する2つの側面351a,351b、集積面2202と平行な2つの上面352a、下面352b、媒体対向面Sを形成する光出射面353、及び、光出射面353とは反対側の光入射面354を有している(図8参照)。導波路35の上面352a、下面352b、2つの側面351a、351bは、導波路35よりも屈折率が小さく導波路35に対するクラッドとして機能する絶縁層38と接している。
【0049】
導波路35の厚み方向をX軸、幅方向をY軸、長手方向をZ軸とした場合、レーザダイオード40の発光面からZ軸に沿って出射された光は、光入射面354に入射する。
【0050】
この導波路35は、光入射面354から入射した光を、この両側面351a、351b、及び上面352a、下面352bで反射させつつ、媒体対向面S側の端面である光出射面353に導くことが可能となっている。コア35のトラック幅方向の幅は例えば、1〜200μmとすることができ、厚みは、例えば2〜10μmとすることができ、高さは10〜300μmとすることができる。
【0051】
コア35は、何れの部分においても、絶縁層38を形成する材料よりも高い屈折率n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誘電材料から構成されている。例えば、クラッドとしての絶縁層38が、SiO2(n=1.5)から形成されている場合、コア35は、Al2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、絶縁層38が、Al2O3(n=1.63)から形成されている場合、コア35は、Ta2O5(n=2.16)、Nb2O5(n=2.33)、TiO(n=2.3〜2.55)又はTiO2(n=2.3〜2.55)から形成されていてもよい。コア35をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。
【0052】
近接場光発生部36は、導波路35の光出射面353のほぼ中央に配置されている板状部材である。近接場光発生部36は、その端面が媒体対向面Sに露出するように導波路35の光出射面353に埋設されている。
【0053】
磁気記録媒体は発光素子からの光を直接照射することによっても加熱されるが、本発明の熱アシスト磁気ヘッド21は、コア35の光出射面353に設けられた近接場光発生部36を備えている。この場合、これに端面発光型の発光素子40からの光が近接場光発生部36に照射されることで近接場光が発生する。近接場光発生部36に光を照射すると、近接場光発生部36を構成する金属内の電子がプラズマ振動し、その先端部において電界の集中が生じる。この近接場光の拡がりは、プラズモン・プローブ先端部の半径程度となるため、この先端部の半径をトラック幅以下とすれば、擬似的に出射光が回折限界以下にまで絞り込まれた効果を奏する。
【0054】
図5は、図4のV-V線端面図である。
【0055】
絶縁層41は、主表面411及び深部表面412を有しており、これらの面のX方向の位置の差によって段差S41が形成されている。
【0056】
端面発光型の発光素子40は、図5の−X方向が素子の積層方向となり、−Z方向に光を出射するように設けられている。また、端面発光型の発光素子40は、絶縁層41の主表面411に隣接する素子側面403、及び絶縁層41の深部表面412に対向する対向面402(端面発光型の発光素子40のアノードの表面)を有している。発光素子40の形状は六面体である。本例では、この六面体は直方体を示すが、発光素子に用いる結晶構造や、そのダイシング方法によっては、これを斜方体などの平行六面体とすることもできる。導電性接着剤でもある電極42aは、段差上部の露出面401と素子側面403との間に介在している。
【0057】
そして、主表面411上及び深部表面412上には幾つかの電極層が形成されるが、それぞれの露出表面間の距離S40は、発光素子40の積層方向の厚み(最大値)よりも小さい。なお、各電極層の厚みは薄いため、段差S41の距離(便宜上同一符号で示す)S41も、発光素子40の積層方向の厚み(最大値)よりも小さい。
【0058】
発光素子40は、深部表面412上に第2電極49を介して載置されており、主表面411と素子側面403との間には第1電極42a(47)が介在している。発光素子40には、素子側面403と対向面402にそれぞれ第1電極42a(47)と第2電極49が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。なお、第2電極49と発光素子40との間には電極層としての半田層42が介在している。
【0059】
対向面402から第1電極42aと素子側面403との接触位置までの距離(最小値)は、対向面402から発光素子40の対向面402から最も遠いクラッド層40c(図11参照)までの距離以上の距離(=S40)よりも大きいことが好ましい。第1電極42a(47)と第2電極49に電圧を印加するのみで、クラッド層40cを介して発光素子の活性層に電流を供給することができる。すなわち、第1電極42aはクラッド層40cの側面に接触しており、電気的に接続されている。
【0060】
この構造により、発光素子40に電圧を印加するためのワイヤーを接続する必要がなくなるため、製造時の歩留りの向上が可能となっている。また、この構造の場合、ワイヤーを用いたものと比較して、素子間の特性を均一化することができる。
【0061】
発光素子40を固定する光源支持基板には段差S41が設けられており、深部表面412上に発光素子40を載置すると、発光素子40の素子側面403が主表面403に隣接することになるので、第1電極42aを、これらの間に容易に介在させ、電気的接続を行うことができる。
【0062】
端面発光型の発光素子40の素子側面403は、半田層42a、電極パッド47を介して、光源支持基板230の主表面411に固定されている。発光素子40の対向面402は、半田層42、電極パッド49(第2電極)を介して、光源支持基板230の深部表面412に固定されている。
【0063】
絶縁層41の主表面411のうち、端面発光型の発光素子40よりもY方向の正側の領域には、端面発光型の発光素子40に電圧を印加するための電極パッド48が形成されている。この電極パッド48は、絶縁層41内に形成されたビアホール48a内のコンタクト48bを介して半田層42及び電極パッド49と電気的に接続されている。そのため、電極パッド47と電極パッド48間に電圧を印加すれば、端面発光型の発光素子40を発光させることが可能となっている。電極パッド47と電極パッド48は、それぞれ図3に示した電極パッド247,248に電気的に接続されている。
【0064】
また、端面発光型の発光素子40の素子側面403及び対向面402以外の表面は、他の部材と接していないことが好ましい。
【0065】
上述のような構成にすることにより、端面発光型の発光素子40への電気的接続に、ワイヤーを使用する必要がなくなる。このため、ワイヤー接続時に素子に与えられる超音波による素子の破壊等が防止される。また、最終製品であるHDDの製造時や動作時にワイヤーが切断するというトラブルも発生し得ない。従って、製品の製造時の歩留りが向上し、使用時の信頼性が向上する。
【0066】
また、本実施形態では、絶縁層41に形成された段差部分は絶縁性であるため、これが端面発光型の発光素子40のショートの原因となることもない。
【0067】
図6は、熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。
【0068】
配線部材203を構成する配線の1つは、電極パッド247及び電極パッド47及び半田層42aを介して発光素子40の素子側面403(図5参照)に電気的に接続されており、別の配線は電極パッド248及び電極パッド48を介して端面発光型の発光素子40の対向面(アノード)402に電気的に接続されている。電極パッド247,248間に駆動電流を供給すると端面発光型の発光素子40が発光する。この光は、平面導波路のコア及び媒体対向面Sを介して磁気記録媒体の記録領域に照射される。
【0069】
配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド237、ボンディングワイヤBW及び電極パッド371を介して電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド237間に電圧を印加すると、磁気記録素子としての電磁コイル素子34に通電が行われ、書き込み磁界が発生する。熱アシスト磁気ヘッド21では、端面発光型の発光素子40から出射された光は、平面導波路のコア35の光入射面354(図3参照)に入射して、媒体対向面Sに設けられた光出射面から出射し、磁気記録媒体の記録領域に照射される。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域の温度が上昇し、記録領域の保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に電磁コイル素子34に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域に情報を書き込むことができる。
【0070】
配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド238、ボンディングワイヤBW及び電極パッド373を介してMR効果素子33の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド238に電圧を印加するとMR効果素子33にセンス電流が流れる。記録領域Rに書き込まれた情報は、MR効果素子33にセンス電流を流すことで読み出すことができる。
【0071】
図7は、媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。
【0072】
リーディング側すなわちスライダ基板220側の辺の長さがトレーリング側の辺の長さよりも短い逆台形となるように、媒体対向面S側の主磁極層340の先端は、先細り形状にされている。
【0073】
主磁極層340の媒体対向面側の端面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角θが付けられている。ベベル角θの大きさは、例えば、15°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、磁気ドミナントの場合には、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【0074】
ここで、主磁極層340は、例えば、媒体対向面S側の端部での全厚が約0.01〜約0.5μmであって、この端部以外での全厚が約0.5〜約3.0μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されていることが好ましい。また、トラック幅は、例えば、100nmとすることができる。
【0075】
以上の熱アシスト磁気ヘッド21は、媒体対向面S、媒体対向面Sの反対側に位置する第1面2201、及び媒体対向面Sと第1面2201との間に位置する側面(2202)を有するスライダ基板220と、媒体対向面S側に光出射面353を有する平面導波路のコア35と、光出射面353に近接した磁気記録素子34とを有し、スライダ基板220の側面(2202)の一つに固定された磁気ヘッド部32と、第1面2201に固定された第2面2300を有する光源支持基板230と、コア35の光入射面354に対向し、光源支持基板230に固定された端面発光型の発光素子40とを備えている(図4参照)。なお、近接とは光出射面353によって加熱された磁気記録媒体の記録領域が、元の温度に戻る前に磁気記録素子34からの磁界を当該記録領域に与えることが可能な距離である。また、コア35のX軸方向の厚みは一定であり、XY断面は四角形である。
【0076】
光源支持基板230には端面発光型の発光素子40が固定されており、スライダ基板220の第1面2201は光源支持基板230の第2面2300に固定されているので、スライダ基板220と端面発光型の発光素子40との位置関係が固定される。端面発光型の発光素子40はコアの光入射面354に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。
【0077】
図8は、媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。
【0078】
近接場光発生部36は、媒体対向面Sから見て三角形状を呈し、導電材料により形成されている。三角形の底辺36dがスライダ基板220の集積面2202と平行すなわちトラック幅方向と平行に配置され、底辺と向き合う頂点36cが底辺36dよりも電磁コイル素子34の主磁極層340側に配置されており、具体的には、頂点36cが主磁極層340のリーディング側エッジEと対向するように配置されている。近接場光発生部36の好ましい形態は、底辺36dの両端の2つの底角がいずれも同じとされた二等辺三角形である。
【0079】
近接場光発生部36の頂点36cの曲率半径rは5〜100nmとすることが好ましい。三角形の高さH36は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。底辺36dの幅Wは、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。頂点36cの角度βは例えば60度である。
【0080】
近接場光発生部36の厚みT36は10〜100nmとすることが好ましい。
【0081】
このような近接場光発光部36がコア35の光出射面353に設けられていると、近接場光発光部36の頂点36c近傍に電界が集中して頂点36c近傍から媒体に向かって近接場光が発生する。
【0082】
近接場光は、入射されるレーザ光の波長及びコア35の形状にも依存するが、一般に、媒体対向面Sから見て近接場光発生部36の境界で最も強い強度を有する。特に、本実施形態では、近接場光発生部36に到達する光の電界ベクトルは、端面発光型の発光素子40の積層方向(X方向)となる。したがって、頂点36c近傍にて最も強い近接場光の放射が起こる。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を光により加熱する熱アシスト作用において、この頂点36c近傍と対向する部分が、主要な加熱作用部分となる。
【0083】
この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子34による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、媒体対向面Sから磁気ディスクの表面に向かって、10〜30nm程度の深さまで到達する。従って、10nm又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。
【0084】
また、このように発生する近接場光のトラック幅方向の幅や媒体移動方向の幅は、上述の近接場光の到達深さと同程度であって、また、この近接場光の電界強度は、距離が離れるに従って指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【0085】
図9は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の長さH36=100nmである。
【0086】
近接場光発生部36としてAlを用いた場合には入射光の波長λ(nm)が350nm付近に近接場光の強度ピークを有し、Agを用いた場合には530nm付近に強度ピークを有し、Auを用いた場合には650nm付近に強度ピークを有する。近接場光発生部36の材料としては、Al、Ag、Auの他、Cu、Pd、Pt、Rh又はIrを用いることができる。また、近接場光発生部36の材料として、これらの金属材料のうちのいくつかの組合せからなる合金を採用することもできる。
【0087】
図10は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の材料はAuであり、長さH36は100nm、200nm、300nmである。長さH36は20〜400nmが好ましいが、短波長の光を入射させた方が、スペクトルの半値幅を狭くなる傾向にあり、入射光波長の揺らぎに対する近接場光強度変動の耐性が高くなる。
(光源ユニット)
次いで、図3〜5を再び参照して、熱アシスト磁気ヘッド21の光源ユニット23の構成要素について説明する。
【0088】
光源ユニット23は、光源支持基板230、及び、外形形状が段差を有する端面発光型のレーザダイオード素子(発光素子)40を主として備えている。
【0089】
光源支持基板230はアルティック(Al2O3−TiC)等からなる基板であり、スライダ基板220の背面2201に接着している接着面2300を有している。接着面2300にはアルミナ等の断熱層230aが形成されている。この接着面2300を底面とした際の一つの側面である素子形成面2302上に、アルミナ等の絶縁材料から形成され、段差形状を有する絶縁層41が設けられている。この絶縁層41の主表面411の上に電極パッド47が形成され、また、この絶縁層41の深部表面412の上に電極パッド49が形成されている。そして、主表面411と素子側面403が、半田層42a、電極パッド47を介して接続され、かつ、深部表面412と対向面402が半田層42、電極パッド49を介して接続されることにより、端面発光型の発光素子40は光源支持基板230に固定されている。
【0090】
電極パッド48と電極パッド49は、ビアホール48a内のコンタクト48bにより電気的に接続され、これにより、電極パッド47及び電極パッド48は、端面発光型の発光素子40の駆動用電極となっている。
【0091】
ビアホール48a内のコンタクト48bは、端面発光型の発光素子40駆動時の熱を光源支持基板230側へ逃がすためのヒートシンクとしても機能する。
【0092】
電極パッド47は、図3に示すように、絶縁層41の面411の中央部にトラック幅方向に延びて形成されている。一方、電極パッド48は、電極パッド47からトラック幅方向に離間した位置に形成されている。各電極パッド47、48は、半田リフローによるフレクシャ201との接続のために、さらに、フレクシャ201側に向かって延びている。
【0093】
電極パッド47、48は、それぞれ、フレクシャ201の電極パッド247、248とリフロー半田により電気的に接続されており、これにより光源の駆動が可能となっている。また、電極パッド47は上述のように光源支持基板230と電気的に接続されていれば、電極パッド247により光源支持基板230の電位を例えばグラウンド電位に制御することが可能となる。
【0094】
電極パッド47、48、49(図5参照)は、例えば、それぞれ、厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層を介して形成された、厚さ1〜3μm程度の、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成されたAu、Cu等の層から形成することができる。
【0095】
図11は、本実施形態で用いられる端面発光型の発光素子40の斜視図である。
【0096】
図11に示すように、この端面発光型の発光素子40の構造は一般的なものであって、光学系ディスクストレージ等に使用されるものであり、その構造は、例えば、n電極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、*n−GaAs電流阻止層40hと、p−GaAsコンタクト層40iと、p電極40jとが順次積層された構造を有する。これら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SiO2、Al2O3等からなる反射膜50及び51が成膜されており、レーザ光が放射される出光端400には、一方の反射膜50における活性層40eの位置に開口が設けられている。このような端面発光型の発光素子40は、膜厚方向に電圧が印加されることにより、出光端400からレーザ光を出射する。
【0097】
放射されるレーザ光の波長λLは、例えば600〜650nm程度である。ただし、近接場光発生部36の金属材料に応じた適切な励起波長が存在することに留意しなければならない。例えば、近接場光発生部36としてAuを用いる場合、レーザ光の波長λLは、600nm近傍が好ましい。
【0098】
また、一般的な端面発光型レーザダイオードの大きさは、例えば、幅(W40)が200〜350μm、長さ(奥行き、L40)が250〜600μm、厚み(T40)が60〜200μm程度である。
【0099】
また、この端面発光型の発光素子40の駆動においては、ハードディスク装置内の電源が使用可能である。実際、ハードディスク装置は、通常、例えば2V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。また、端面発光型の発光素子40の消費電力も、例えば、数十mW程度であり、ハードディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。
【0100】
また、端面発光型の発光素子40の対向面402が電極パッド47にAuSn等の半田層42(図5参照)により固定されている。ここで、端面発光型の発光素子40の出光端(光出射面)400が図4の下向き(−Z方向)、すなわち出光端400が接着面2300と平行になるように端面発光型の発光素子40が光源支持基板230に固定されており、出光端400はスライダ22の導波路35の光入射面354と対向可能となっている。実際の端面発光型の発光素子40の固定においては、例えば、電極パッド47の表面に厚さ0.7〜1μm程度のAuSn合金の蒸着膜を成膜し、端面発光型の発光素子40を乗せた後、熱風ブロア下でホットプレート等による200〜300℃程度までの加熱を行って固定すればよい。
【0101】
また、電極パッド48と、端面発光型の発光素子40のp電極40j(即ち、対向面402)とがビアホール48a内のコンタクト48b及び電極パッド49を介して電気的に接続されている。
【0102】
ここで、上述したAuSn合金による半田付けをする場合、光源ユニットを例えば300℃前後の高温に加熱することになるが、本発明によれば、この光源ユニット23がスライダ22とは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド部がこの高温の悪影響を受けずに済む。
【0103】
そして、上述のスライダ22の背面2201と光源ユニット23の接着面2300とが、例えば、UV硬化型接着剤等の接着剤層44(図4参照)により接着されており、端面発光型の発光素子40の出光端400が導波路35の光入射面354と対向するように配置されている。
【0104】
なお、端面発光型の発光素子40及び電極パッドの構成は、当然に、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、端面発光型の発光素子40は、GaAlAs系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。さらに、端面発光型の発光素子40と電極との半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、端面発光型の発光素子40を、ユニット基板上に直接、半導体材料をエピタキシャル成長させることによって形成してもよい。
(製造方法)
続いて、上述の熱アシスト磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【0105】
まず、スライダ22を製造する。具体的には、スライダ基板220を用意し、公知の方法を用いてMR効果素子33及び素子間シールド層148を形成し、さらに下地としてアルミナ等の絶縁層38を形成する。
【0106】
続いて、導波路35及び近接場光発生部36を形成する。この工程を、図12及び図13を参照して詳しく説明する。
【0107】
図12及び図13は、導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【0108】
まず、図12の(A)に示すように、最初に、Al2O3等の絶縁層38a上に、導波路35の一部となる、絶縁層38aよりも屈折率の高いTa2O5等の誘電体膜35aを成膜し、その上に、Au等の金属層36aを製膜し、その上に、リフトオフ用の底部が窪んだレジストパターン1002を形成する。
【0109】
次いで、図12の(B)に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン1002の直下を除いて、金属層36aの不要部分を除去することにより、誘電体膜35aの上に下部が広い台形状の金属層36aが積層されたパターンが形成される。
【0110】
その後、図12の(C)に示すように、レジストパターン1002を除去した後に、台形状の金属層36aの両斜面側からそれぞれイオンミリング法等により各斜面の一部をそれぞれ除去して、断面三角形状の金属層36aを形成する。
【0111】
続いて、図12の(D)に示すように、金属層36aを覆うように誘電体膜35a上に誘電体膜35aと同じ材料による誘電体膜35bを成膜し、将来媒体対向面が形成される側に金属層36aの端面を形成するためのレジストパターン1003を積層し、図13の(A)に示すように、将来媒体対向面が形成される側とは反対側において、金属層36a及び誘電体膜35bをイオンミリング法等により除去し、その後、除去した部分に誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35cを成膜する。
【0112】
さらに、図13の(B)に示すように、誘電体膜35b、35c上に、さらに、誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35dを積層し、所定の幅となるように、誘電体膜35a,35b,35c,35dをパターニングすることにより、導波路35がほぼ完成する。
【0113】
さらに、その後、図13の(C)に示すように、導波路35を覆うように絶縁層38aと同じ材料で絶縁層38bを更に形成することにより、クラッド層としての絶縁層38が完成する。そして、後述するように金属層36aが露出している側から所定距離ラッピングすることにより所定の厚みの近接場光発光部36及び媒体対向面Sが形成されるのである。
【0114】
以上の工程により、近接場光発生部36を備えた導波路35を形成することができる。
【0115】
その後、図4に示すように公知の方法により、電磁コイル素子34を形成し、その後、アルミナ等による絶縁層38を形成し、接続のための電極パッド371等を形成し、その後エアベアリング面やその裏面のラッピングを行うことによりスライダ22が完成する。この後、スライダ22の電磁コイル素子34やMR効果素子33のテストを各スライダ毎に行い、良品を選別する。
【0116】
続いて、光源ユニット23を製造する。まず、図4に示すように、アルティック製等の光源支持基板230を用意し、その表面に公知の方法により断熱層230aを形成する。そして、図14(A)に示すように、光源支持基板230の表面に絶縁層41、電極パッド49(Au層5〜10μm、Ti層20nm)、半田層42(AuSn層1〜2μm)及びマスク層45aをこの順に積層した後、電極パッド49、半田層42及びマスク層45a(例:Cu層0.5〜3μm)を公知の方法でパターニングを行う。
【0117】
続いて、図14(B)に示すように、絶縁層41と同様の材料をマスク層45a上にさらに成膜する。このときの成膜の厚みは、発光素子40の厚みよりも小さく、発光素子40の接着面(対向面)から基板側のクラッド層までの距離よりも大きく設定される。例えば、この厚みは5〜10μmである。次に、電極パッド49及びマスク層45aを完全に絶縁層41で覆った後、公知の方法により、電極パッド47(例:Au層)とマスク層45bの積層膜、及び、マスク層45c及びマスク層45dを形成する。
【0118】
ここで、電極パッド47とマスク層45bの積層膜は、電極パッド49、半田層42及びマスク層45aの積層膜を形成した上方には形成しないようにパターニングされており、また、マスク層45c及びマスク層45dは所定の距離だけ離間し、その離間領域の下方に、電極パッド49、半田層42及びマスク層45aの積層膜が位置するようにパターニングされている。さらに、電極パッド47とマスク層45cの距離W47は、端面発光型の発光素子40の幅W40よりも大きくされている。なお、絶縁層41としては、Al2O3やSiO2等の絶縁材料を用いることができ、また、マスク層45a、45b、45c、45dとしては、Cu、Fe、Co、Ni等の金属を用いることができる。
【0119】
次に、図14(C)に示すように、前工程で形成したマスク層45b、45c、45dをマスクとして、CH4ガス等をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング(RIE)法によるエッチング処理を行い、マスクされていない領域にマスク層45aを露出させる。この処理においては、マスク層45a、45b、45c、45dの材料よりも絶縁層41の材料の方がエッチングレートが数倍(例:5〜10倍)高いため、マスク層45aが露出するまでエッチングを行った後であっても、マスク層45b、45c、45dの膜厚は薄くなるものの消滅はしない。このとき、マスク層45a、45b、45c、45dの膜厚が略同程度となるよう、マスク層45aの成膜後の膜厚は、マスク層45b、45c、45dの成膜直後の膜厚よりも薄くされている。なお、RIEによるエッチングの代わりに、アルカリ性溶液を用いたウェットエッチング等を行ってもよい。
【0120】
次に、図14(D)に示すように、マスク層45a、45b、45c、45dのうち表面に露出している部分を、ミリング処理により除去する。
【0121】
そして、図15(A)に示すように、半田層42が露出した領域のうち、図の最も右側の領域以外の領域を、レジスト43で覆い、Au等の金属48、48bを成膜する。その後、レジスト43を除去すると、図15(B)のように、ビアホール48a、コンタクト48b及び電極パッド48が形成される。なお、必要に応じて電極パッド47上にAu層(例:厚さ1〜2μm)を形成してもよく、電極パッド47の形成時期は、上記RIEエッチングの後であってもよい。電極パッド47自体は厚さ1〜2μmのAu層からなることとしてもよい。
【0122】
続いて、図15(C)のように、端面発光型の発光素子40を、素子側面403が主表面411に隣接し、かつ、対向面402が深部表面412上の半田層42と接触するように固定する。
【0123】
これにより、光源ユニット23が完成する。このようにして得た光源ユニット23も、端面発光型発光素子の特性評価、特に、高温連続通電試験による駆動電流のプロファイルを観察し、十分に寿命が長いと考えられるものを選択する。
【0124】
その後、図16(A)に示すように、良品とされた光源ユニット23の接着面2300と、良品とされたスライダ22の背面2201のいずれか又は両方にUV硬化型接着剤44aを塗布する。UV硬化型接着剤としては、UV硬化型エポキシ樹脂や、UV硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【0125】
そして、図16(B)に示すように、光源ユニット23の接着面2300とスライダ22の背面2201とを重ね合わせた後、電極パッド47,48間に電圧を印加して端面発光型の発光素子40を発光させると共に、導波路35の光出射面353に光検出器DTを対向配置し、光源ユニット23とスライダ22とを相対的に図16(B)の矢印方向に移動させ、最も光検出器DTの出力が高くなる位置を探し出し、その位置で、外部からUV硬化型接着剤に紫外線を照射することによりUV硬化型接着剤44aを硬化させ、これによりレーザダイオードの光軸と導波路35の光軸とを合わせた状態で光源ユニット23とスライダ22との接着をすることができる。
【0126】
続いて、本実施形態にかかる熱アシスト磁気ヘッド21の作用について説明する。
【0127】
書き込み又は読み出し動作時には、熱アシスト磁気ヘッド21は、回転する磁気ディスク(媒体)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効果素子33及び電磁コイル素子34の媒体対向面S側の端が磁気ディスク10と微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しとデータ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【0128】
ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット23からコア35を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部36に到達し、近接場光発生部36から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【0129】
熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、1Tbits/in2級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【0130】
そして、本実施形態では、光源ユニット23を用いることによって、スライダ22のコア35の光入射面(端面)354に、コア35の層面に平行な方向に伝播するレーザ光を入射させることができる。すなわち、集積面2202と媒体対向面Sとが垂直である構成を有する熱アシスト磁気ヘッド21において、適切な大きさ及び方向を有するレーザ光が、確実に供給可能となる。その結果、磁気ディスクの記録層の加熱効率が高い熱アシスト磁気記録を実現可能とする。
【0131】
そして、本実施形態によれば、図4に示すように、磁気ヘッド部32がスライダ基板220に固定され、光源である端面発光型の発光素子40が光源支持基板230にそれぞれ別に固定されているので、スライダ基板220に固定された電磁コイル素子34と、光源支持基板230に固定された端面発光型の発光素子40とをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダ22と良品である光源ユニット23とを互いに固定することにより良品である熱アシスト磁気ヘッド21を歩留まり良く製造できる。
【0132】
また、磁気ヘッド部32がスライダ基板220の側面に設けられているので、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて磁気ヘッド部32の電磁コイル素子34やMR効果素子33等を容易に形成できる。
【0133】
さらに、端面発光型の発光素子40が媒体対向面Sから離れた位置かつスライダ22の近傍にあるので、端面発光型の発光素子40から発生する熱による電磁コイル素子34やMR効果素子33等への悪影響やレーザダイオード40と磁気ディスク10との接触等の可能性が抑制されると共に、光ファイバ、レンズ、ミラー等が必須では無いので光の伝播損失が低減でき、さらに、磁気記録装置全体の構造も簡単にできる。
【0134】
また、本実施形態では、光源支持基板230の裏面に断熱層230aが形成されているので、端面発光型の発光素子40から発生する熱がより一層スライダ22に伝導しにくくなっている。
【0135】
また、上記実施形態では、スライダ基板220と光源支持基板230とには、同じアルティック製の基板を採用しているが、異なる材料の基板を用いることも可能である。この場合でも、スライダ基板220の熱伝導率をλs、光源支持基板230の熱伝導率をλlとすると、λs≦λlを満たすようにすることが好ましい。これにより、端面発光型の発光素子40が発生する熱を、なるべくスライダ基板220に伝わらないようにしつつ光源支持基板230を通して外部に逃がすことが容易となる。
【0136】
なお、スライダ22及び光源ユニット23の大きさは任意であるが、例えば、スライダ22は、トラック幅方向の幅700μm×長さ(奥行き)850μm×厚み230μmの、いわゆるフェムトスライダであってもよい。この場合、光源ユニット23は、これとほぼ同じ幅及び長さを有することができる。実際、例えば、通常用いられるレーザダイオードの典型的な大きさは、幅250μm×長さ(奥行き)350μm×厚み65μm程度であり、例えば、この大きさの光源支持基板230の側面にこの大きさの端面発光型の発光素子40を設置することが、十分に可能となっている。なお、光源支持基板230の底面に溝を設け、この溝内に端面発光型の発光素子40を設けることも可能である。
【0137】
また、導波路35の光入射面354に達したレーザ光の遠視野像(ファーフィールドパターン)のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば0.5〜1.0μm程度とし、この径に直交する径を、例えば1〜5μm程度とすることができる。これに対応して、このレーザ光を受け取る導波路35の厚みT35を、例えばスポットよりも大きな2〜10μm程度とし、導波路35のトラック幅方向の幅(W35)を、例えば1〜200μm程度とすることが好ましい。
【0138】
また、電磁コイル素子34が、長手磁気記録用であってもかまわない。この場合、主磁極層340及び補助磁極層344の代わりに、下部磁極層及び上部磁極層が設けられ、さらに、下部磁極層及び上部磁極層の媒体対向面S側の端部に挟持された書き込みギャップ層が設けられる。この書き込みギャップ層位置からの漏洩磁界によって書き込みが行われる。
【0139】
また、近接光発生部の形状も、上述のものに限られず、たとえば、三角形でなく頂点36cが平らになった台形状でも実施可能であり、また、三角形状または台形状の板を、その頂点同士または短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造でも実施可能である。
【0140】
図17は、「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。一対の近接場光発生部36がX軸に沿って対向して配置されており、その頂点36c同士が所定の間隔を隔てて突き合されている。この「蝶ネクタイ型」構造においては、頂点36c間の中心部に非常に強い電界の集中が発生し、近接場光が生じる。
【0141】
また、コイル層342は、図4等において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【0142】
また、他の実施形態として、近接場光発生部36として、コア35の媒体対向面S側に光の波長よりも小さい微小な開口を設けてもよい。
【0143】
図18は、別の実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【0144】
光源支持基板230への発光素子40の固定は、以下のようにして行ってもよい。即ち、図18に示すように、まず光源支持基板230の表面に絶縁層41X、電極パッド49、半田層42をこの順に積層した後、電極パッド49と半田層42を公知の方法でパターニングを行う(図18(A))。なお、パターニングにはフォトリソグラフィを用いることができる。続いて、光源支持基板230の表面に、絶縁体(絶縁ブロック)41Yを、電極パッド49と半田層42に接触しない位置に実装する(図18(B))。この実装は、導電ペーストや絶縁性接着剤を用いて、絶縁体(絶縁ブロック)41Yを絶縁層41X上に固定することにより行うことができる。実装時のこれらの界面には共にAu層を用いて、Au−Au接合を行うことができる。絶縁体41Yの厚みは、発光素子40の厚みよりも小さく、発光素子40の対向面402から最大離隔したクラッド層40c(図11参照)までの距離よりも大きい。絶縁体41Yの厚みとしては、5〜100μmを採用することができる。電極パッド49は、Au層5〜10μm、Ti層20nmを積層してなり、半田層42は1〜2μmのAuSn層からなる。
【0145】
ここでは、絶縁層41Xと絶縁体41Yが互いに固定されて絶縁層41となる。次に、絶縁体41Yの表面上に、電極パッド47を形成する(図18(C))。電極パッド47の材料としては、厚さ1〜2μmのAuを用いることができる。そして、発光素子40の素子側面403と絶縁層41の主表面411が半田層42aを介して接着・固定するように、かつ、発光素子40の対向面402と絶縁層41の深部表面412が半田層42及び電極パッド49を介して接着・固定するように、発光素子40を絶縁層41に固定させる(図18(D))。ここでは、電極パッド49は、上記実施形態における電極パッド48の機能も兼ねることになる。このように、本実施形態では、光源支持基板230への発光素子40の固定を行った場合、上述の実施形態における固定方法と異なり、RIEやミリング処理によるエッチング処理が不要になるという利点がある。
【0146】
図19は、図4に示した別形態の熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【0147】
この断面図では、発光素子40のXY断面形状が菱形の場合を示している。発光素子40の素子側面403の法線NMは、対向面402に対して傾斜しており、この法線はX軸の負方向に延びる成分を有している。なお、対向面402、深部表面412及び主表面411は互いに平行である。
【0148】
したがって、発光素子40は、X軸方向に沿って主表面411へ投影される領域を有し、また、主表面411と素子側面403とは鋭角を成している。このように、双方の表面からなる隙間が先細りとなる形状の場合、半田から構成される第1電極42aが、その形成時に、容易に当該隙間内へと入り込む。また、発光素子40に投影可能な領域が存在するため、発光素子40と主表面411間のX軸方向距離を近接させ、これらを第1電極42aによって容易に接続することができる。
【0149】
また、断熱層230a(図4参照)は、スライダ基板220の背面2201に形成されていてもよく、全く設けなくても実施は可能である。
【0150】
また、光源ユニット23とスライダ22との接着に、UV硬化型接着剤以外の接着剤例えば、端面発光型の発光素子40と電極パッド47との接着に用いたAuSn等の半田層を用いても実施は可能である。
【0151】
また、上述の例では、コア35の形状として直線導波路を用いたが、これはYZ平面内における外形形状が放物線を描くパラボラ型の導波路とし、その焦点位置に近接場光発生部を配置してもよく、また、YZ平面内における外形形状を楕円形状などとしてもよい。なお、上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、製品間の特性ばらつきを低減することができる。
【0152】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0153】
【図1】実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。
【図2】HGA17の斜視図である。
【図3】図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。
【図4】図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。
【図5】図4に示した熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【図6】熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。
【図7】媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。
【図8】媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。
【図9】近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。
【図10】近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。
【図11】端面発光型発光素子の斜視図である。
【図12】導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図13】導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図14】実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図15】実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図16】熱アシスト磁気ヘッドの製造方法を示す斜視図である。
【図17】「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。
【図18】別の実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図19】図4に示した別形態の熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【符号の説明】
【0154】
1…ハードディスク装置、10…磁気ディスク(記録媒体)、17…ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)、20…サスペンション、21…熱アシスト磁気ヘッド、22…スライダ、220…スライダ基板、2202…集積面、23…光源ユニット、230…光源支持基板、32…磁気ヘッド部、33…MR効果素子(磁気検出素子)、34…電磁コイル素子(磁気記録素子)、35…導波路、354…光入射面(端面)、36…近接場光発生部、40…レーザダイオード(光源)、400…出光端、401…露出面、402…第2対向面、403…素子側面、411…主表面、412…深部表面、S…媒体対向面。
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ(HGA)及びこのHGAを備えたハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ハードディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗(MR)効果素子等の磁気検出素子と電磁コイル素子等の磁気記録素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクにデータ信号が読み書きされる。
【0003】
一般に、磁気記録媒体は、いわば磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、1つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。
【0004】
磁化の熱安定性の目安は、KUV/kBTで与えられる。ここで、KUは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Vは1つの磁性微粒子の体積、kBはボルツマン定数、Tは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにVを小さくすることであり、そのままではKUV/kBTが小さくなって熱安定性が損なわれる。この問題への対策として、同時にKUを大きくすることが考えられるが、このKUの増加は、記録媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保磁力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【0005】
このような磁化の熱安定性の問題を解決する方法として、KUの大きな磁性材料を用いる一方で、書き込み磁界印加の直前に記録媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は、磁気ドミネント記録方式と光ドミネント記録方式とに大別される。磁気ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は電磁コイル素子であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)に比べて大きくなっている。一方、光ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は光放射部であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)とほぼ同じとなっている。すなわち、磁気ドミネント記録方式は、空間分解能を磁界に持たせているのに対し、光ドミネント記録方式は、空間分解能を光に持たせている。
【0006】
このような熱アシスト磁気ヘッド記録装置として、特許文献1〜7及び非特許文献1には、磁界を発生する磁気記録素子を備えたスライダとは離れた位置に半導体レーザ等の光源を設け、この光源からの光を光ファイバやレンズ等を介してスライダの媒体対向面まで導く構造が開示されている。
【0007】
また、特許文献8〜11及び非特許文献2には、スライダの側面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドや、スライダの媒体対向面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。
【0008】
また、高効率集光素子であるSIL(Solid Immersion Lens)や近接場光(Near-Field Light)の発生素子であるプラズモン・プローブを用いた磁気ヘッドの研究も行われている。特許文献12には、平面導波路の先端にプラズモン・プローブを設けた装置が開示されている。
【特許文献1】国際公開WO92/02931号パンフレット(特表平6−500194号公報)
【特許文献2】国際公開WO98/09284号パンフレット(特表2002−511176号公報)
【特許文献3】特開平10−162444号公報
【特許文献4】国際公開WO99/53482号パンフレット(特表2002−512725号公報)
【特許文献5】特開2000−173093号公報
【特許文献6】特開2002−298302号公報
【特許文献7】特開2001−255254号公報
【特許文献8】特開2001−283404号公報
【特許文献9】特開2001−325756号公報
【特許文献10】特開2004−158067号公報
【特許文献11】特開2004−303299号公報
【特許文献12】米国特許6,795,630号明細書
【非特許文献1】ShintaroMiyanishi他著 ”Near-field Assisted Magnetic Recording”IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS、2005年、第41巻、第10号、p.2817−2821
【非特許文献2】庄野敬二、押木満雅著 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌、2005年、第29巻、第1号、p.5−13
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、スライダからはるか遠く離れた場所に光源を配置すると、光を導くために光ファイバ、レンズ、ミラー等を長い距離にわたって使用せざるを得ず、光の伝播効率が大幅に低下するという問題が生じる。レーザダイオード等の発光素子をスライダの直上に配置し、スライダに導波路を設けて媒体対向面に入射光を導くようにすると、光の伝播効率は改善させることが可能である。ところが、発光素子へ電圧を印加するために発光素子の電極部にワイヤーを接続すると、ワイヤー接続時に発光素子に超音波を与える必要があるため、これにより発光素子が破壊される場合がある。また、ワイヤー接続後の発光素子のハンドリングや洗浄時にワイヤーが切断される恐れがある。このため、製品の製造時の歩留りが低下するという問題が生じる。また、ハードディスク装置の動作時にはHGAは高速で移動するため、ワイヤーが切断される恐れがあり、製品の信頼性が低下するという問題が生じる。
【0010】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、従来の磁気記録素子の製造方法を適用可能であって、動作時の信頼性の向上が可能な熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えたハードディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上述の課題を解決するため、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッドは、媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び媒体対向面と第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、媒体対向面側に近接場光発生部が形成された光出射面と、近接場光発生部に近接した磁気記録素子とを有し、スライダ基板の側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、第1面に固定された光源支持基板と、光出射面から出射する光を提供するように、光源支持基板の一側面に固定された発光素子と、を備え、光源支持基板の一側面は、主表面と、深部表面と、を有し、主表面と深部表面との間には段差が構成されており、主表面から深部表面に向かう方向は、発光素子の積層方向であり、発光素子は、深部表面に対向する対向面と、対向面の側方に位置する素子側面と、を有し、主表面と素子側面、深部表面と対向面との間には、それぞれ第1電極及び第2電極が介在していることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
【0012】
光源支持基板には発光素子が固定されており、スライダ基板の第1面は光源支持基板の第2面に固定されている。したがって、スライダ基板と発光素子との位置関係が固定される。
【0013】
すなわち、この熱アシスト磁気ヘッドによれば、発光素子から出射された光は、媒体対向面に設けられた光出射面の近接場光発生部から出射し、磁気記録媒体に照射される。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域の温度が上昇し、当該記録領域の保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に磁気記録素子に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域に情報を書き込むことができる。
【0014】
また、発光素子には、素子側面と対向面にそれぞれ第1電極と第2電極が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。発光素子は、光源支持基板の深部表面上に第2電極を介して載置されており、光源支持基板の主表面と素子側面との間には第1電極が介在している。この構造により、発光素子に電圧を印加するためのワイヤーを接続する必要がなくなるため、製造時の歩留りの向上が可能となっている。また、この構造の場合、ワイヤーを用いたものと比較して、素子間の特性を均一化することができる。
【0015】
また、発光素子を固定する光源支持基板には段差が設けられており、深部表面上に発光素子を載置すると、発光素子の素子側面が光源支持基板の主表面に隣接することになるので、第1電極をこれらの間に容易に介在させ、電気的接続を行うことができる。
【0016】
また、磁気ヘッド部は、光出射面と、第1面側に形成された光入射面とを含む平面導波路のコアをさらに有し、発光素子は、光入射面に対向することが好ましい。発光素子はコアの光入射面に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。
【0017】
本発明に係るHGAは、上述の熱アシスト磁気ヘッドと、熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションとを備えることが好ましく、本発明に係るハードディスク装置は、上記HGAと、媒体対向面に対向する磁気記録媒体とを備えることが好ましい。
【0018】
上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、端面発光型発光素子に電圧を印加するためのワイヤーによる接続を行っていないため、製造時の歩留りの向上が可能であり、動作時にワイヤーが切断するという問題点も無いため、信頼性の向上が可能である。
【発明の効果】
【0019】
本発明の熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置によれば、動作時の信頼性の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
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。(ハードディスク装置)
図1は、実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。
【0021】
ハードディスク装置1は、スピンドルモータ11の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク10、熱アシスト磁気ヘッド21をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置12、この熱アシスト磁気ヘッド21の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオードを制御するための記録再生及び発光制御回路(制御回路)13を備えている。
【0022】
アセンブリキャリッジ装置12には、複数の駆動アーム14が設けられている。これらの駆動アーム14は、ボイスコイルモータ(VCM)15によってピボットベアリング軸16を中心にして揺動可能であり、この軸16に沿った方向に積層されている。各駆動アーム14の先端部には、ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)17が取り付けられている。各HGA17には、熱アシスト磁気ヘッド21が、各磁気ディスク10の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク10の表面に対向する面が熱アシスト磁気ヘッド21の媒体対向面S(エアベアリング面とも呼ばれる)である。なお、磁気ディスク10、駆動アーム14、HGA17及び熱アシスト磁気ヘッド21は、単数であってもよい。
(HGA)
図2は、HGA17の斜視図である。同図は、HGA17の媒体対向面Sを上にして示してある。
【0023】
HGA17は、サスペンション20の先端部に、熱アシスト磁気ヘッド21を固着し、さらにその熱アシスト磁気ヘッド21の端子電極に配線部材203の一端を電気的に接続して構成される。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上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ201と、フレックシャの先端に板ばね状に形成されたタング部204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上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材203とから主として構成されている。
【0024】
なお、HGA17におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション20の途中にヘッド駆動用ICチップを装着してもよい。
(熱アシスト磁気ヘッド)
図3は、図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。
【0025】
配線部材203は、記録信号用の一対の電極パッド237、237、読出信号用の一対の電極パッド238、238、光源駆動用の一対の電極パッド247、248に接続されている。
【0026】
熱アシスト磁気ヘッド21は、スライダ22と、光源支持基板230及び熱アシスト磁気記録用の光源となる端面発光型のレーザダイオード素子(発光素子)40を備えた光源ユニット23とが、スライダ基板220の背面(第1面)2201及び光源支持基板230の接着面(第2面)2300を接面させて接着、固定された構成を有している。
【0027】
ここで、スライダ基板220の背面2201は、スライダ22の媒体対向面Sとは反対側の面である。また、光源支持基板230の底面2301がフレクシャ201のタング部204に、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤により接着されている。
【0028】
スライダ22は、スライダ基板220及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部32を備えている。
【0029】
スライダ基板220は、板状を呈し、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面Sを有する。スライダ基板220は導電性のアルティック(Al2O3−TiC)等から形成されている。
【0030】
磁気ヘッド部32は、スライダ基板220の媒体対向面Sに対して略垂直な側面である集積面2202に形成されている。磁気ヘッド部32は、磁気情報を検出する磁気検出素子としてのMR効果素子33、磁界の生成により磁気情報を書き込む垂直(面内でも良い)磁気記録素子としての電磁コイル素子34、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の間を通して設けられている平面導波路としての導波路(コア)35、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36、及び、これらMR効果素子33、電磁コイル素子34、コア35及び近接場光発生部36を覆うように集積面2202上に形成された絶縁層(クラッド)38とを備えている。
【0031】
更に、磁気ヘッド部32は、絶縁層38の露出面上に形成され、MR効果素子33の入出力端子にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド371、371、電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド373、373、及び、スライダ基板220と電気的に接続されたグランド用の電極パッド375を備えている。ビアホール375aを介して、スライダ基板220と電気的に接続された電極パッド375は、フレクシャ201の電極パッド247と、ボンディングワイヤにより接続されており、スライダ基板220の電位は電極パッド247により、例えばグラウンド電位に制御されている。
【0032】
MR効果素子33、電磁コイル素子34、及び近接場光発生部36の各端面は、媒体対向面S上に露出している。また、端面発光型の発光素子40を構成する複数の層の積層方向の両端は、それぞれ電極パッド47,48に電気的に接続されている。
【0033】
図4は、図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。
【0034】
MR効果素子33は、MR積層体332と、このMR積層体332を挟む位置に配置されている下部シールド層330及び上部シールド層334とを含む。下部シールド層330及び上部シールド層334は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等によって形成された厚さ0.5〜3μm程度のNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等の磁性材料で構成することができる。上下部シールド層334及び330は、MR積層体332が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【0035】
MR積層体332は、面内通電型(CIP(Current In Plane))巨大磁気抵抗(GMR(Giant Magneto Resistance))多層膜、垂直通電型(CPP(Current Perpendicular to Plane))GMR多層膜、又はトンネル磁気抵抗(TMR(Tunnel Magneto Resistance))多層膜等の磁気抵抗効果膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。
【0036】
MR積層体332は、例えば、TMR効果多層膜を含む場合、IrMn、PtMn、NiMn、RuRhMn等からなる厚さ5〜15nm程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるCoFe等、又はRu等の非磁性金属層を挟んだ2層のCoFe等から構成されており反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばAl、AlCu等からなる厚さ0.5〜1nm程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ1nm程度のCoFe等と厚さ3〜4nm程度のNiFe等との2層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
【0037】
MR効果素子33と導波路35との間には、下部シールド層330と同様の材料からなる素子間シールド層148が形成されている。素子間シールド層148は、MR効果素子33を、電磁コイル素子34より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層148と導波路35との間に、さらに、バッキングコイル部が形成されていてもよい。バッキングコイル部は、電磁コイル素子34から発生してMR効果素子33の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去(WATE)現象の抑制を図るものである。
【0038】
MR積層体332の媒体対向面Sとは反対側のシールド層330、334間、シールド層330、334、148の媒体対向面Sとは反対側、下部シールド層330とスライダ基板220との間、及び、素子間シールド層148と導波路35との間にはアルミナ等から形成された絶縁層38が形成されている。
【0039】
なお、MR積層体332がCIP−GMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330の各々とMR積層体332との間に、アルミナ等により形成されたアルミナ等の絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、図示は省略するが、MR積層体332にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのMRリード導体層が形成される。一方、MR積層体332がCPP−GMR多層膜又はTMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とMRリード導体層とは不要であって省略される。
【0040】
MR積層体332のトラック幅方向の両側には、磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、CoTa,CoCrPt,CoPt等の強磁性材料からなるハードバイアス層(図示せず)が形成される。
【0041】
電磁コイル素子34は、垂直磁気記録用が好ましく、図4に示すように、主磁極層340、ギャップ層341a、コイル絶縁層341b、コイル層342、及び補助磁極層344を備えている。
【0042】
主磁極層340は、コイル層342によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク(媒体)の記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層340の媒体対向面S側の端部のトラック幅方向(図4の紙面奥行き方向)の幅及び積層方向(図4の左右方向)の厚みは、他の部分に比べて小さくすることが好ましい。この結果、高記録密度化に対応した微細で強い書き込み磁界を発生可能となる。
【0043】
主磁極層340に磁気的に結合した補助磁極層344の媒体対向面S側の端部は、補助磁極層344の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部を形成している。補助磁極層344は、主磁極層340の媒体対向面S側の端部とアルミナ等の絶縁材料により形成されたギャップ層(クラッド)341a,コイル絶縁層341bを介して対向している。このような補助磁極層344を設けることによって、媒体対向面S近傍における補助磁極層344と主磁極層340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を小さくすることができる。
【0044】
補助磁極層344は、例えば、厚さ約0.5〜約5μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されている。
【0045】
ギャップ層341aは、コイル層342と主磁極層340とを離間しており、例えば、厚さ約0.01〜約0.5μmの、例えばスパッタリング法、CVD法等を用いて形成されたAl2O3又はDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等から構成されている。
【0046】
コイル層342は、例えば、厚さ約0.5〜約3μmの、例えばフレームめっき法等を用いて形成されたCu等から構成されている。主磁極層340の後端と補助磁極層344の媒体対向面Sから離れた部分とが結合され、コイル層342はこの結合部分を取り囲むように形成されている。
【0047】
コイル絶縁層341bは、コイル層342と、補助磁極層344とを離間し、例えば、厚さ約0.1〜約5μmの熱硬化されたアルミナやレジスト層等の電気絶縁材料から構成されている。
【0048】
導波路(コア)35は、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間に位置していて集積面(YZ平面)2202と平行に延びており、磁気ヘッド部32の媒体対向面Sから、磁気ヘッド部32の媒体対向面Sとは反対側の面32aまで延びており、本例では矩形の板状のものである。コア35は、共に媒体対向面Sから延び、トラック幅方向において対向する2つの側面351a,351b、集積面2202と平行な2つの上面352a、下面352b、媒体対向面Sを形成する光出射面353、及び、光出射面353とは反対側の光入射面354を有している(図8参照)。導波路35の上面352a、下面352b、2つの側面351a、351bは、導波路35よりも屈折率が小さく導波路35に対するクラッドとして機能する絶縁層38と接している。
【0049】
導波路35の厚み方向をX軸、幅方向をY軸、長手方向をZ軸とした場合、レーザダイオード40の発光面からZ軸に沿って出射された光は、光入射面354に入射する。
【0050】
この導波路35は、光入射面354から入射した光を、この両側面351a、351b、及び上面352a、下面352bで反射させつつ、媒体対向面S側の端面である光出射面353に導くことが可能となっている。コア35のトラック幅方向の幅は例えば、1〜200μmとすることができ、厚みは、例えば2〜10μmとすることができ、高さは10〜300μmとすることができる。
【0051】
コア35は、何れの部分においても、絶縁層38を形成する材料よりも高い屈折率n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誘電材料から構成されている。例えば、クラッドとしての絶縁層38が、SiO2(n=1.5)から形成されている場合、コア35は、Al2O3(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、絶縁層38が、Al2O3(n=1.63)から形成されている場合、コア35は、Ta2O5(n=2.16)、Nb2O5(n=2.33)、TiO(n=2.3〜2.55)又はTiO2(n=2.3〜2.55)から形成されていてもよい。コア35をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。
【0052】
近接場光発生部36は、導波路35の光出射面353のほぼ中央に配置されている板状部材である。近接場光発生部36は、その端面が媒体対向面Sに露出するように導波路35の光出射面353に埋設されている。
【0053】
磁気記録媒体は発光素子からの光を直接照射することによっても加熱されるが、本発明の熱アシスト磁気ヘッド21は、コア35の光出射面353に設けられた近接場光発生部36を備えている。この場合、これに端面発光型の発光素子40からの光が近接場光発生部36に照射されることで近接場光が発生する。近接場光発生部36に光を照射すると、近接場光発生部36を構成する金属内の電子がプラズマ振動し、その先端部において電界の集中が生じる。この近接場光の拡がりは、プラズモン・プローブ先端部の半径程度となるため、この先端部の半径をトラック幅以下とすれば、擬似的に出射光が回折限界以下にまで絞り込まれた効果を奏する。
【0054】
図5は、図4のV-V線端面図である。
【0055】
絶縁層41は、主表面411及び深部表面412を有しており、これらの面のX方向の位置の差によって段差S41が形成されている。
【0056】
端面発光型の発光素子40は、図5の−X方向が素子の積層方向となり、−Z方向に光を出射するように設けられている。また、端面発光型の発光素子40は、絶縁層41の主表面411に隣接する素子側面403、及び絶縁層41の深部表面412に対向する対向面402(端面発光型の発光素子40のアノードの表面)を有している。発光素子40の形状は六面体である。本例では、この六面体は直方体を示すが、発光素子に用いる結晶構造や、そのダイシング方法によっては、これを斜方体などの平行六面体とすることもできる。導電性接着剤でもある電極42aは、段差上部の露出面401と素子側面403との間に介在している。
【0057】
そして、主表面411上及び深部表面412上には幾つかの電極層が形成されるが、それぞれの露出表面間の距離S40は、発光素子40の積層方向の厚み(最大値)よりも小さい。なお、各電極層の厚みは薄いため、段差S41の距離(便宜上同一符号で示す)S41も、発光素子40の積層方向の厚み(最大値)よりも小さい。
【0058】
発光素子40は、深部表面412上に第2電極49を介して載置されており、主表面411と素子側面403との間には第1電極42a(47)が介在している。発光素子40には、素子側面403と対向面402にそれぞれ第1電極42a(47)と第2電極49が設けられており、これらの間に電圧を印加すれば、この素子に通電を行われ、素子を発光させることができる。なお、第2電極49と発光素子40との間には電極層としての半田層42が介在している。
【0059】
対向面402から第1電極42aと素子側面403との接触位置までの距離(最小値)は、対向面402から発光素子40の対向面402から最も遠いクラッド層40c(図11参照)までの距離以上の距離(=S40)よりも大きいことが好ましい。第1電極42a(47)と第2電極49に電圧を印加するのみで、クラッド層40cを介して発光素子の活性層に電流を供給することができる。すなわち、第1電極42aはクラッド層40cの側面に接触しており、電気的に接続されている。
【0060】
この構造により、発光素子40に電圧を印加するためのワイヤーを接続する必要がなくなるため、製造時の歩留りの向上が可能となっている。また、この構造の場合、ワイヤーを用いたものと比較して、素子間の特性を均一化することができる。
【0061】
発光素子40を固定する光源支持基板には段差S41が設けられており、深部表面412上に発光素子40を載置すると、発光素子40の素子側面403が主表面403に隣接することになるので、第1電極42aを、これらの間に容易に介在させ、電気的接続を行うことができる。
【0062】
端面発光型の発光素子40の素子側面403は、半田層42a、電極パッド47を介して、光源支持基板230の主表面411に固定されている。発光素子40の対向面402は、半田層42、電極パッド49(第2電極)を介して、光源支持基板230の深部表面412に固定されている。
【0063】
絶縁層41の主表面411のうち、端面発光型の発光素子40よりもY方向の正側の領域には、端面発光型の発光素子40に電圧を印加するための電極パッド48が形成されている。この電極パッド48は、絶縁層41内に形成されたビアホール48a内のコンタクト48bを介して半田層42及び電極パッド49と電気的に接続されている。そのため、電極パッド47と電極パッド48間に電圧を印加すれば、端面発光型の発光素子40を発光させることが可能となっている。電極パッド47と電極パッド48は、それぞれ図3に示した電極パッド247,248に電気的に接続されている。
【0064】
また、端面発光型の発光素子40の素子側面403及び対向面402以外の表面は、他の部材と接していないことが好ましい。
【0065】
上述のような構成にすることにより、端面発光型の発光素子40への電気的接続に、ワイヤーを使用する必要がなくなる。このため、ワイヤー接続時に素子に与えられる超音波による素子の破壊等が防止される。また、最終製品であるHDDの製造時や動作時にワイヤーが切断するというトラブルも発生し得ない。従って、製品の製造時の歩留りが向上し、使用時の信頼性が向上する。
【0066】
また、本実施形態では、絶縁層41に形成された段差部分は絶縁性であるため、これが端面発光型の発光素子40のショートの原因となることもない。
【0067】
図6は、熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。
【0068】
配線部材203を構成する配線の1つは、電極パッド247及び電極パッド47及び半田層42aを介して発光素子40の素子側面403(図5参照)に電気的に接続されており、別の配線は電極パッド248及び電極パッド48を介して端面発光型の発光素子40の対向面(アノード)402に電気的に接続されている。電極パッド247,248間に駆動電流を供給すると端面発光型の発光素子40が発光する。この光は、平面導波路のコア及び媒体対向面Sを介して磁気記録媒体の記録領域に照射される。
【0069】
配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド237、ボンディングワイヤBW及び電極パッド371を介して電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド237間に電圧を印加すると、磁気記録素子としての電磁コイル素子34に通電が行われ、書き込み磁界が発生する。熱アシスト磁気ヘッド21では、端面発光型の発光素子40から出射された光は、平面導波路のコア35の光入射面354(図3参照)に入射して、媒体対向面Sに設けられた光出射面から出射し、磁気記録媒体の記録領域に照射される。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域の温度が上昇し、記録領域の保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に電磁コイル素子34に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域に情報を書き込むことができる。
【0070】
配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド238、ボンディングワイヤBW及び電極パッド373を介してMR効果素子33の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド238に電圧を印加するとMR効果素子33にセンス電流が流れる。記録領域Rに書き込まれた情報は、MR効果素子33にセンス電流を流すことで読み出すことができる。
【0071】
図7は、媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。
【0072】
リーディング側すなわちスライダ基板220側の辺の長さがトレーリング側の辺の長さよりも短い逆台形となるように、媒体対向面S側の主磁極層340の先端は、先細り形状にされている。
【0073】
主磁極層340の媒体対向面側の端面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角θが付けられている。ベベル角θの大きさは、例えば、15°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、磁気ドミナントの場合には、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【0074】
ここで、主磁極層340は、例えば、媒体対向面S側の端部での全厚が約0.01〜約0.5μmであって、この端部以外での全厚が約0.5〜約3.0μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されていることが好ましい。また、トラック幅は、例えば、100nmとすることができる。
【0075】
以上の熱アシスト磁気ヘッド21は、媒体対向面S、媒体対向面Sの反対側に位置する第1面2201、及び媒体対向面Sと第1面2201との間に位置する側面(2202)を有するスライダ基板220と、媒体対向面S側に光出射面353を有する平面導波路のコア35と、光出射面353に近接した磁気記録素子34とを有し、スライダ基板220の側面(2202)の一つに固定された磁気ヘッド部32と、第1面2201に固定された第2面2300を有する光源支持基板230と、コア35の光入射面354に対向し、光源支持基板230に固定された端面発光型の発光素子40とを備えている(図4参照)。なお、近接とは光出射面353によって加熱された磁気記録媒体の記録領域が、元の温度に戻る前に磁気記録素子34からの磁界を当該記録領域に与えることが可能な距離である。また、コア35のX軸方向の厚みは一定であり、XY断面は四角形である。
【0076】
光源支持基板230には端面発光型の発光素子40が固定されており、スライダ基板220の第1面2201は光源支持基板230の第2面2300に固定されているので、スライダ基板220と端面発光型の発光素子40との位置関係が固定される。端面発光型の発光素子40はコアの光入射面354に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。
【0077】
図8は、媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。
【0078】
近接場光発生部36は、媒体対向面Sから見て三角形状を呈し、導電材料により形成されている。三角形の底辺36dがスライダ基板220の集積面2202と平行すなわちトラック幅方向と平行に配置され、底辺と向き合う頂点36cが底辺36dよりも電磁コイル素子34の主磁極層340側に配置されており、具体的には、頂点36cが主磁極層340のリーディング側エッジEと対向するように配置されている。近接場光発生部36の好ましい形態は、底辺36dの両端の2つの底角がいずれも同じとされた二等辺三角形である。
【0079】
近接場光発生部36の頂点36cの曲率半径rは5〜100nmとすることが好ましい。三角形の高さH36は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。底辺36dの幅Wは、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。頂点36cの角度βは例えば60度である。
【0080】
近接場光発生部36の厚みT36は10〜100nmとすることが好ましい。
【0081】
このような近接場光発光部36がコア35の光出射面353に設けられていると、近接場光発光部36の頂点36c近傍に電界が集中して頂点36c近傍から媒体に向かって近接場光が発生する。
【0082】
近接場光は、入射されるレーザ光の波長及びコア35の形状にも依存するが、一般に、媒体対向面Sから見て近接場光発生部36の境界で最も強い強度を有する。特に、本実施形態では、近接場光発生部36に到達する光の電界ベクトルは、端面発光型の発光素子40の積層方向(X方向)となる。したがって、頂点36c近傍にて最も強い近接場光の放射が起こる。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を光により加熱する熱アシスト作用において、この頂点36c近傍と対向する部分が、主要な加熱作用部分となる。
【0083】
この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子34による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、媒体対向面Sから磁気ディスクの表面に向かって、10〜30nm程度の深さまで到達する。従って、10nm又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。
【0084】
また、このように発生する近接場光のトラック幅方向の幅や媒体移動方向の幅は、上述の近接場光の到達深さと同程度であって、また、この近接場光の電界強度は、距離が離れるに従って指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【0085】
図9は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の長さH36=100nmである。
【0086】
近接場光発生部36としてAlを用いた場合には入射光の波長λ(nm)が350nm付近に近接場光の強度ピークを有し、Agを用いた場合には530nm付近に強度ピークを有し、Auを用いた場合には650nm付近に強度ピークを有する。近接場光発生部36の材料としては、Al、Ag、Auの他、Cu、Pd、Pt、Rh又はIrを用いることができる。また、近接場光発生部36の材料として、これらの金属材料のうちのいくつかの組合せからなる合金を採用することもできる。
【0087】
図10は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の材料はAuであり、長さH36は100nm、200nm、300nmである。長さH36は20〜400nmが好ましいが、短波長の光を入射させた方が、スペクトルの半値幅を狭くなる傾向にあり、入射光波長の揺らぎに対する近接場光強度変動の耐性が高くなる。
(光源ユニット)
次いで、図3〜5を再び参照して、熱アシスト磁気ヘッド21の光源ユニット23の構成要素について説明する。
【0088】
光源ユニット23は、光源支持基板230、及び、外形形状が段差を有する端面発光型のレーザダイオード素子(発光素子)40を主として備えている。
【0089】
光源支持基板230はアルティック(Al2O3−TiC)等からなる基板であり、スライダ基板220の背面2201に接着している接着面2300を有している。接着面2300にはアルミナ等の断熱層230aが形成されている。この接着面2300を底面とした際の一つの側面である素子形成面2302上に、アルミナ等の絶縁材料から形成され、段差形状を有する絶縁層41が設けられている。この絶縁層41の主表面411の上に電極パッド47が形成され、また、この絶縁層41の深部表面412の上に電極パッド49が形成されている。そして、主表面411と素子側面403が、半田層42a、電極パッド47を介して接続され、かつ、深部表面412と対向面402が半田層42、電極パッド49を介して接続されることにより、端面発光型の発光素子40は光源支持基板230に固定されている。
【0090】
電極パッド48と電極パッド49は、ビアホール48a内のコンタクト48bにより電気的に接続され、これにより、電極パッド47及び電極パッド48は、端面発光型の発光素子40の駆動用電極となっている。
【0091】
ビアホール48a内のコンタクト48bは、端面発光型の発光素子40駆動時の熱を光源支持基板230側へ逃がすためのヒートシンクとしても機能する。
【0092】
電極パッド47は、図3に示すように、絶縁層41の面411の中央部にトラック幅方向に延びて形成されている。一方、電極パッド48は、電極パッド47からトラック幅方向に離間した位置に形成されている。各電極パッド47、48は、半田リフローによるフレクシャ201との接続のために、さらに、フレクシャ201側に向かって延びている。
【0093】
電極パッド47、48は、それぞれ、フレクシャ201の電極パッド247、248とリフロー半田により電気的に接続されており、これにより光源の駆動が可能となっている。また、電極パッド47は上述のように光源支持基板230と電気的に接続されていれば、電極パッド247により光源支持基板230の電位を例えばグラウンド電位に制御することが可能となる。
【0094】
電極パッド47、48、49(図5参照)は、例えば、それぞれ、厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層を介して形成された、厚さ1〜3μm程度の、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成されたAu、Cu等の層から形成することができる。
【0095】
図11は、本実施形態で用いられる端面発光型の発光素子40の斜視図である。
【0096】
図11に示すように、この端面発光型の発光素子40の構造は一般的なものであって、光学系ディスクストレージ等に使用されるものであり、その構造は、例えば、n電極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、*n−GaAs電流阻止層40hと、p−GaAsコンタクト層40iと、p電極40jとが順次積層された構造を有する。これら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SiO2、Al2O3等からなる反射膜50及び51が成膜されており、レーザ光が放射される出光端400には、一方の反射膜50における活性層40eの位置に開口が設けられている。このような端面発光型の発光素子40は、膜厚方向に電圧が印加されることにより、出光端400からレーザ光を出射する。
【0097】
放射されるレーザ光の波長λLは、例えば600〜650nm程度である。ただし、近接場光発生部36の金属材料に応じた適切な励起波長が存在することに留意しなければならない。例えば、近接場光発生部36としてAuを用いる場合、レーザ光の波長λLは、600nm近傍が好ましい。
【0098】
また、一般的な端面発光型レーザダイオードの大きさは、例えば、幅(W40)が200〜350μm、長さ(奥行き、L40)が250〜600μm、厚み(T40)が60〜200μm程度である。
【0099】
また、この端面発光型の発光素子40の駆動においては、ハードディスク装置内の電源が使用可能である。実際、ハードディスク装置は、通常、例えば2V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。また、端面発光型の発光素子40の消費電力も、例えば、数十mW程度であり、ハードディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。
【0100】
また、端面発光型の発光素子40の対向面402が電極パッド47にAuSn等の半田層42(図5参照)により固定されている。ここで、端面発光型の発光素子40の出光端(光出射面)400が図4の下向き(−Z方向)、すなわち出光端400が接着面2300と平行になるように端面発光型の発光素子40が光源支持基板230に固定されており、出光端400はスライダ22の導波路35の光入射面354と対向可能となっている。実際の端面発光型の発光素子40の固定においては、例えば、電極パッド47の表面に厚さ0.7〜1μm程度のAuSn合金の蒸着膜を成膜し、端面発光型の発光素子40を乗せた後、熱風ブロア下でホットプレート等による200〜300℃程度までの加熱を行って固定すればよい。
【0101】
また、電極パッド48と、端面発光型の発光素子40のp電極40j(即ち、対向面402)とがビアホール48a内のコンタクト48b及び電極パッド49を介して電気的に接続されている。
【0102】
ここで、上述したAuSn合金による半田付けをする場合、光源ユニットを例えば300℃前後の高温に加熱することになるが、本発明によれば、この光源ユニット23がスライダ22とは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド部がこの高温の悪影響を受けずに済む。
【0103】
そして、上述のスライダ22の背面2201と光源ユニット23の接着面2300とが、例えば、UV硬化型接着剤等の接着剤層44(図4参照)により接着されており、端面発光型の発光素子40の出光端400が導波路35の光入射面354と対向するように配置されている。
【0104】
なお、端面発光型の発光素子40及び電極パッドの構成は、当然に、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、端面発光型の発光素子40は、GaAlAs系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。さらに、端面発光型の発光素子40と電極との半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、端面発光型の発光素子40を、ユニット基板上に直接、半導体材料をエピタキシャル成長させることによって形成してもよい。
(製造方法)
続いて、上述の熱アシスト磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【0105】
まず、スライダ22を製造する。具体的には、スライダ基板220を用意し、公知の方法を用いてMR効果素子33及び素子間シールド層148を形成し、さらに下地としてアルミナ等の絶縁層38を形成する。
【0106】
続いて、導波路35及び近接場光発生部36を形成する。この工程を、図12及び図13を参照して詳しく説明する。
【0107】
図12及び図13は、導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【0108】
まず、図12の(A)に示すように、最初に、Al2O3等の絶縁層38a上に、導波路35の一部となる、絶縁層38aよりも屈折率の高いTa2O5等の誘電体膜35aを成膜し、その上に、Au等の金属層36aを製膜し、その上に、リフトオフ用の底部が窪んだレジストパターン1002を形成する。
【0109】
次いで、図12の(B)に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン1002の直下を除いて、金属層36aの不要部分を除去することにより、誘電体膜35aの上に下部が広い台形状の金属層36aが積層されたパターンが形成される。
【0110】
その後、図12の(C)に示すように、レジストパターン1002を除去した後に、台形状の金属層36aの両斜面側からそれぞれイオンミリング法等により各斜面の一部をそれぞれ除去して、断面三角形状の金属層36aを形成する。
【0111】
続いて、図12の(D)に示すように、金属層36aを覆うように誘電体膜35a上に誘電体膜35aと同じ材料による誘電体膜35bを成膜し、将来媒体対向面が形成される側に金属層36aの端面を形成するためのレジストパターン1003を積層し、図13の(A)に示すように、将来媒体対向面が形成される側とは反対側において、金属層36a及び誘電体膜35bをイオンミリング法等により除去し、その後、除去した部分に誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35cを成膜する。
【0112】
さらに、図13の(B)に示すように、誘電体膜35b、35c上に、さらに、誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35dを積層し、所定の幅となるように、誘電体膜35a,35b,35c,35dをパターニングすることにより、導波路35がほぼ完成する。
【0113】
さらに、その後、図13の(C)に示すように、導波路35を覆うように絶縁層38aと同じ材料で絶縁層38bを更に形成することにより、クラッド層としての絶縁層38が完成する。そして、後述するように金属層36aが露出している側から所定距離ラッピングすることにより所定の厚みの近接場光発光部36及び媒体対向面Sが形成されるのである。
【0114】
以上の工程により、近接場光発生部36を備えた導波路35を形成することができる。
【0115】
その後、図4に示すように公知の方法により、電磁コイル素子34を形成し、その後、アルミナ等による絶縁層38を形成し、接続のための電極パッド371等を形成し、その後エアベアリング面やその裏面のラッピングを行うことによりスライダ22が完成する。この後、スライダ22の電磁コイル素子34やMR効果素子33のテストを各スライダ毎に行い、良品を選別する。
【0116】
続いて、光源ユニット23を製造する。まず、図4に示すように、アルティック製等の光源支持基板230を用意し、その表面に公知の方法により断熱層230aを形成する。そして、図14(A)に示すように、光源支持基板230の表面に絶縁層41、電極パッド49(Au層5〜10μm、Ti層20nm)、半田層42(AuSn層1〜2μm)及びマスク層45aをこの順に積層した後、電極パッド49、半田層42及びマスク層45a(例:Cu層0.5〜3μm)を公知の方法でパターニングを行う。
【0117】
続いて、図14(B)に示すように、絶縁層41と同様の材料をマスク層45a上にさらに成膜する。このときの成膜の厚みは、発光素子40の厚みよりも小さく、発光素子40の接着面(対向面)から基板側のクラッド層までの距離よりも大きく設定される。例えば、この厚みは5〜10μmである。次に、電極パッド49及びマスク層45aを完全に絶縁層41で覆った後、公知の方法により、電極パッド47(例:Au層)とマスク層45bの積層膜、及び、マスク層45c及びマスク層45dを形成する。
【0118】
ここで、電極パッド47とマスク層45bの積層膜は、電極パッド49、半田層42及びマスク層45aの積層膜を形成した上方には形成しないようにパターニングされており、また、マスク層45c及びマスク層45dは所定の距離だけ離間し、その離間領域の下方に、電極パッド49、半田層42及びマスク層45aの積層膜が位置するようにパターニングされている。さらに、電極パッド47とマスク層45cの距離W47は、端面発光型の発光素子40の幅W40よりも大きくされている。なお、絶縁層41としては、Al2O3やSiO2等の絶縁材料を用いることができ、また、マスク層45a、45b、45c、45dとしては、Cu、Fe、Co、Ni等の金属を用いることができる。
【0119】
次に、図14(C)に示すように、前工程で形成したマスク層45b、45c、45dをマスクとして、CH4ガス等をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング(RIE)法によるエッチング処理を行い、マスクされていない領域にマスク層45aを露出させる。この処理においては、マスク層45a、45b、45c、45dの材料よりも絶縁層41の材料の方がエッチングレートが数倍(例:5〜10倍)高いため、マスク層45aが露出するまでエッチングを行った後であっても、マスク層45b、45c、45dの膜厚は薄くなるものの消滅はしない。このとき、マスク層45a、45b、45c、45dの膜厚が略同程度となるよう、マスク層45aの成膜後の膜厚は、マスク層45b、45c、45dの成膜直後の膜厚よりも薄くされている。なお、RIEによるエッチングの代わりに、アルカリ性溶液を用いたウェットエッチング等を行ってもよい。
【0120】
次に、図14(D)に示すように、マスク層45a、45b、45c、45dのうち表面に露出している部分を、ミリング処理により除去する。
【0121】
そして、図15(A)に示すように、半田層42が露出した領域のうち、図の最も右側の領域以外の領域を、レジスト43で覆い、Au等の金属48、48bを成膜する。その後、レジスト43を除去すると、図15(B)のように、ビアホール48a、コンタクト48b及び電極パッド48が形成される。なお、必要に応じて電極パッド47上にAu層(例:厚さ1〜2μm)を形成してもよく、電極パッド47の形成時期は、上記RIEエッチングの後であってもよい。電極パッド47自体は厚さ1〜2μmのAu層からなることとしてもよい。
【0122】
続いて、図15(C)のように、端面発光型の発光素子40を、素子側面403が主表面411に隣接し、かつ、対向面402が深部表面412上の半田層42と接触するように固定する。
【0123】
これにより、光源ユニット23が完成する。このようにして得た光源ユニット23も、端面発光型発光素子の特性評価、特に、高温連続通電試験による駆動電流のプロファイルを観察し、十分に寿命が長いと考えられるものを選択する。
【0124】
その後、図16(A)に示すように、良品とされた光源ユニット23の接着面2300と、良品とされたスライダ22の背面2201のいずれか又は両方にUV硬化型接着剤44aを塗布する。UV硬化型接着剤としては、UV硬化型エポキシ樹脂や、UV硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【0125】
そして、図16(B)に示すように、光源ユニット23の接着面2300とスライダ22の背面2201とを重ね合わせた後、電極パッド47,48間に電圧を印加して端面発光型の発光素子40を発光させると共に、導波路35の光出射面353に光検出器DTを対向配置し、光源ユニット23とスライダ22とを相対的に図16(B)の矢印方向に移動させ、最も光検出器DTの出力が高くなる位置を探し出し、その位置で、外部からUV硬化型接着剤に紫外線を照射することによりUV硬化型接着剤44aを硬化させ、これによりレーザダイオードの光軸と導波路35の光軸とを合わせた状態で光源ユニット23とスライダ22との接着をすることができる。
【0126】
続いて、本実施形態にかかる熱アシスト磁気ヘッド21の作用について説明する。
【0127】
書き込み又は読み出し動作時には、熱アシスト磁気ヘッド21は、回転する磁気ディスク(媒体)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効果素子33及び電磁コイル素子34の媒体対向面S側の端が磁気ディスク10と微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しとデータ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【0128】
ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット23からコア35を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部36に到達し、近接場光発生部36から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【0129】
熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、1Tbits/in2級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【0130】
そして、本実施形態では、光源ユニット23を用いることによって、スライダ22のコア35の光入射面(端面)354に、コア35の層面に平行な方向に伝播するレーザ光を入射させることができる。すなわち、集積面2202と媒体対向面Sとが垂直である構成を有する熱アシスト磁気ヘッド21において、適切な大きさ及び方向を有するレーザ光が、確実に供給可能となる。その結果、磁気ディスクの記録層の加熱効率が高い熱アシスト磁気記録を実現可能とする。
【0131】
そして、本実施形態によれば、図4に示すように、磁気ヘッド部32がスライダ基板220に固定され、光源である端面発光型の発光素子40が光源支持基板230にそれぞれ別に固定されているので、スライダ基板220に固定された電磁コイル素子34と、光源支持基板230に固定された端面発光型の発光素子40とをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダ22と良品である光源ユニット23とを互いに固定することにより良品である熱アシスト磁気ヘッド21を歩留まり良く製造できる。
【0132】
また、磁気ヘッド部32がスライダ基板220の側面に設けられているので、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて磁気ヘッド部32の電磁コイル素子34やMR効果素子33等を容易に形成できる。
【0133】
さらに、端面発光型の発光素子40が媒体対向面Sから離れた位置かつスライダ22の近傍にあるので、端面発光型の発光素子40から発生する熱による電磁コイル素子34やMR効果素子33等への悪影響やレーザダイオード40と磁気ディスク10との接触等の可能性が抑制されると共に、光ファイバ、レンズ、ミラー等が必須では無いので光の伝播損失が低減でき、さらに、磁気記録装置全体の構造も簡単にできる。
【0134】
また、本実施形態では、光源支持基板230の裏面に断熱層230aが形成されているので、端面発光型の発光素子40から発生する熱がより一層スライダ22に伝導しにくくなっている。
【0135】
また、上記実施形態では、スライダ基板220と光源支持基板230とには、同じアルティック製の基板を採用しているが、異なる材料の基板を用いることも可能である。この場合でも、スライダ基板220の熱伝導率をλs、光源支持基板230の熱伝導率をλlとすると、λs≦λlを満たすようにすることが好ましい。これにより、端面発光型の発光素子40が発生する熱を、なるべくスライダ基板220に伝わらないようにしつつ光源支持基板230を通して外部に逃がすことが容易となる。
【0136】
なお、スライダ22及び光源ユニット23の大きさは任意であるが、例えば、スライダ22は、トラック幅方向の幅700μm×長さ(奥行き)850μm×厚み230μmの、いわゆるフェムトスライダであってもよい。この場合、光源ユニット23は、これとほぼ同じ幅及び長さを有することができる。実際、例えば、通常用いられるレーザダイオードの典型的な大きさは、幅250μm×長さ(奥行き)350μm×厚み65μm程度であり、例えば、この大きさの光源支持基板230の側面にこの大きさの端面発光型の発光素子40を設置することが、十分に可能となっている。なお、光源支持基板230の底面に溝を設け、この溝内に端面発光型の発光素子40を設けることも可能である。
【0137】
また、導波路35の光入射面354に達したレーザ光の遠視野像(ファーフィールドパターン)のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば0.5〜1.0μm程度とし、この径に直交する径を、例えば1〜5μm程度とすることができる。これに対応して、このレーザ光を受け取る導波路35の厚みT35を、例えばスポットよりも大きな2〜10μm程度とし、導波路35のトラック幅方向の幅(W35)を、例えば1〜200μm程度とすることが好ましい。
【0138】
また、電磁コイル素子34が、長手磁気記録用であってもかまわない。この場合、主磁極層340及び補助磁極層344の代わりに、下部磁極層及び上部磁極層が設けられ、さらに、下部磁極層及び上部磁極層の媒体対向面S側の端部に挟持された書き込みギャップ層が設けられる。この書き込みギャップ層位置からの漏洩磁界によって書き込みが行われる。
【0139】
また、近接光発生部の形状も、上述のものに限られず、たとえば、三角形でなく頂点36cが平らになった台形状でも実施可能であり、また、三角形状または台形状の板を、その頂点同士または短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造でも実施可能である。
【0140】
図17は、「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。一対の近接場光発生部36がX軸に沿って対向して配置されており、その頂点36c同士が所定の間隔を隔てて突き合されている。この「蝶ネクタイ型」構造においては、頂点36c間の中心部に非常に強い電界の集中が発生し、近接場光が生じる。
【0141】
また、コイル層342は、図4等において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【0142】
また、他の実施形態として、近接場光発生部36として、コア35の媒体対向面S側に光の波長よりも小さい微小な開口を設けてもよい。
【0143】
図18は、別の実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【0144】
光源支持基板230への発光素子40の固定は、以下のようにして行ってもよい。即ち、図18に示すように、まず光源支持基板230の表面に絶縁層41X、電極パッド49、半田層42をこの順に積層した後、電極パッド49と半田層42を公知の方法でパターニングを行う(図18(A))。なお、パターニングにはフォトリソグラフィを用いることができる。続いて、光源支持基板230の表面に、絶縁体(絶縁ブロック)41Yを、電極パッド49と半田層42に接触しない位置に実装する(図18(B))。この実装は、導電ペーストや絶縁性接着剤を用いて、絶縁体(絶縁ブロック)41Yを絶縁層41X上に固定することにより行うことができる。実装時のこれらの界面には共にAu層を用いて、Au−Au接合を行うことができる。絶縁体41Yの厚みは、発光素子40の厚みよりも小さく、発光素子40の対向面402から最大離隔したクラッド層40c(図11参照)までの距離よりも大きい。絶縁体41Yの厚みとしては、5〜100μmを採用することができる。電極パッド49は、Au層5〜10μm、Ti層20nmを積層してなり、半田層42は1〜2μmのAuSn層からなる。
【0145】
ここでは、絶縁層41Xと絶縁体41Yが互いに固定されて絶縁層41となる。次に、絶縁体41Yの表面上に、電極パッド47を形成する(図18(C))。電極パッド47の材料としては、厚さ1〜2μmのAuを用いることができる。そして、発光素子40の素子側面403と絶縁層41の主表面411が半田層42aを介して接着・固定するように、かつ、発光素子40の対向面402と絶縁層41の深部表面412が半田層42及び電極パッド49を介して接着・固定するように、発光素子40を絶縁層41に固定させる(図18(D))。ここでは、電極パッド49は、上記実施形態における電極パッド48の機能も兼ねることになる。このように、本実施形態では、光源支持基板230への発光素子40の固定を行った場合、上述の実施形態における固定方法と異なり、RIEやミリング処理によるエッチング処理が不要になるという利点がある。
【0146】
図19は、図4に示した別形態の熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【0147】
この断面図では、発光素子40のXY断面形状が菱形の場合を示している。発光素子40の素子側面403の法線NMは、対向面402に対して傾斜しており、この法線はX軸の負方向に延びる成分を有している。なお、対向面402、深部表面412及び主表面411は互いに平行である。
【0148】
したがって、発光素子40は、X軸方向に沿って主表面411へ投影される領域を有し、また、主表面411と素子側面403とは鋭角を成している。このように、双方の表面からなる隙間が先細りとなる形状の場合、半田から構成される第1電極42aが、その形成時に、容易に当該隙間内へと入り込む。また、発光素子40に投影可能な領域が存在するため、発光素子40と主表面411間のX軸方向距離を近接させ、これらを第1電極42aによって容易に接続することができる。
【0149】
また、断熱層230a(図4参照)は、スライダ基板220の背面2201に形成されていてもよく、全く設けなくても実施は可能である。
【0150】
また、光源ユニット23とスライダ22との接着に、UV硬化型接着剤以外の接着剤例えば、端面発光型の発光素子40と電極パッド47との接着に用いたAuSn等の半田層を用いても実施は可能である。
【0151】
また、上述の例では、コア35の形状として直線導波路を用いたが、これはYZ平面内における外形形状が放物線を描くパラボラ型の導波路とし、その焦点位置に近接場光発生部を配置してもよく、また、YZ平面内における外形形状を楕円形状などとしてもよい。なお、上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、製品間の特性ばらつきを低減することができる。
【0152】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0153】
【図1】実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。
【図2】HGA17の斜視図である。
【図3】図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。
【図4】図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。
【図5】図4に示した熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【図6】熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。
【図7】媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。
【図8】媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。
【図9】近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。
【図10】近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。
【図11】端面発光型発光素子の斜視図である。
【図12】導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図13】導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図14】実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図15】実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図16】熱アシスト磁気ヘッドの製造方法を示す斜視図である。
【図17】「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。
【図18】別の実施の形態に係る光源ユニット23の製造方法を示す概略断面図である。
【図19】図4に示した別形態の熱アシスト磁気ヘッド21のV−V矢印断面図である。
【符号の説明】
【0154】
1…ハードディスク装置、10…磁気ディスク(記録媒体)、17…ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)、20…サスペンション、21…熱アシスト磁気ヘッド、22…スライダ、220…スライダ基板、2202…集積面、23…光源ユニット、230…光源支持基板、32…磁気ヘッド部、33…MR効果素子(磁気検出素子)、34…電磁コイル素子(磁気記録素子)、35…導波路、354…光入射面(端面)、36…近接場光発生部、40…レーザダイオード(光源)、400…出光端、401…露出面、402…第2対向面、403…素子側面、411…主表面、412…深部表面、S…媒体対向面。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び前記媒体対向面と前記第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、
前記媒体対向面側に近接場光発生部が形成された光出射面と、前記近接場光発生部に近接した磁気記録素子とを有し、前記スライダ基板の前記側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、
前記第1面に固定された光源支持基板と、
前記光出射面から出射する光を提供するように、前記光源支持基板の一側面に固定された発光素子と、
を備え、
前記光源支持基板の前記一側面は、
主表面と、
深部表面と、
を有し、前記主表面と前記深部表面との間には段差が構成されており、前記主表面から前記深部表面に向かう方向は、前記発光素子の積層方向であり、
前記発光素子は、
前記深部表面に対向する対向面と、
前記対向面の側方に位置する素子側面と、
を有し、
前記主表面と前記素子側面、前記深部表面と前記対向面との間には、それぞれ第1電極及び第2電極が介在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】
前記磁気ヘッド部は、前記光出射面と、前記第1面側に形成された光入射面とを含む平面導波路のコアをさらに有し、前記発光素子は、前記光入射面に対向す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】
請求項1に記載の熱アシスト磁気ヘッドと、
前記熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションと、
を備えたヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項4】
請求項3に記載のヘッドジンバルアセンブリと、
前記媒体対向面と対向する位置に設けられた磁気記録媒体と、
を備えたハードディスク装置。
【請求項1】
媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び前記媒体対向面と前記第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、
前記媒体対向面側に近接場光発生部が形成された光出射面と、前記近接場光発生部に近接した磁気記録素子とを有し、前記スライダ基板の前記側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、
前記第1面に固定された光源支持基板と、
前記光出射面から出射する光を提供するように、前記光源支持基板の一側面に固定された発光素子と、
を備え、
前記光源支持基板の前記一側面は、
主表面と、
深部表面と、
を有し、前記主表面と前記深部表面との間には段差が構成されており、前記主表面から前記深部表面に向かう方向は、前記発光素子の積層方向であり、
前記発光素子は、
前記深部表面に対向する対向面と、
前記対向面の側方に位置する素子側面と、
を有し、
前記主表面と前記素子側面、前記深部表面と前記対向面との間には、それぞれ第1電極及び第2電極が介在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】
前記磁気ヘッド部は、前記光出射面と、前記第1面側に形成された光入射面とを含む平面導波路のコアをさらに有し、前記発光素子は、前記光入射面に対向す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】
請求項1に記載の熱アシスト磁気ヘッドと、
前記熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションと、
を備えたヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項4】
請求項3に記載のヘッドジンバルアセンブリと、
前記媒体対向面と対向する位置に設けられた磁気記録媒体と、
を備えたハードディスク装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2008−152869(P2008−152869A)
【公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−340451(P2006−340451)
【出願日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【出願人】(000003067)TDK株式会社 (7,238)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【出願人】(000003067)TDK株式会社 (7,238)
【Fターム(参考)】
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