熱アシスト磁気記録用光源ユニット
【課題】集積面とＡＢＳとが垂直であるヘッド構成において、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置し、光源の特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる手段を提供する。
【解決手段】スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、このユニット基板に設けられた光源と、このユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており光源から放射された光の光路を含む伝播層と、この伝播層に設けられており光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えている熱アシスト磁気記録用の光源ユニットが提供される。
【解決手段】スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、このユニット基板に設けられた光源と、このユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており光源から放射された光の光路を含む伝播層と、この伝播層に設けられており光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えている熱アシスト磁気記録用の光源ユニットが提供される。
【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薄膜磁気ヘッドの構成要素である、レーザダイオード等の光源を備えた光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子と書き込み用の電磁コイル素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクに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、保持力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【０００５】
このような磁化の熱安定性の問題を解決する第１の方法として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が考えられる。垂直磁気記録媒体では記録層厚をより大きくすることが可能であり、結果として、Ｖを大きくして熱安定性を向上させることができる。第２の方法として、パターンドメディアの使用が考えられる。通常の磁気記録では、上述したように1つの記録ビットをＮ個の磁性微粒子によって構成して記録しているが、パターンドメディアを用いて、1つの記録ビットを体積ＮＶの１つの領域とすることによって、熱安定性の指標がＫＵＮＶ／ｋＢＴとなり、熱安定性が飛躍的に向上する。
【０００６】
さらに、熱安定性の問題を解決する第３の方法として、ＫＵの大きな磁性材料を用いる一方で、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。
【０００７】
この熱アシスト磁気記録方式における、光を記録媒体に照射するための光放射部として、特許文献１においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブが開示されている。また、特許文献２においては、記録再生装置において固体イマージョン・レンズを用いたヘッドが開示されている。さらに、特許文献３には、近接場光プローブを構成する散乱体を、その照射される面が記録媒体に垂直となるように、垂直磁気記録用単磁極書き込みヘッドの主磁極に接して形成された構成が開示されている。さらに、非特許文献１には、水晶のスライダ上に形成されたＵ字状の近接場光プローブが開示されている。さらにまた、非特許文献２には、光がよく透過する回折格子を、光がほとんど透過しない回折格子を突き当てて結合したグレーティングが開示されている。
【０００８】
以上に述べたように、実際、種々の光放射部が提案されているが、熱アシスト磁気記録を実現するにおいて非常に重要であるのが、ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）近傍に設けられたこの光放射部に、レーザ光を供給するための手段である。
【０００９】
例えば、特許文献４及び５に開示された技術は、レーザ光の供給に光ファイバを用いている。ここで、特許文献４には、斜めに切断した光ファイバ等の端面に、ピンホールが形成された金属膜を設けた構成が開示されている。また、特許文献５には、光ファイバから出射したレーザ光を適切にレンズ光学系に向けるための可動ミラーを備えた光学式浮上ヘッドが開示されている。
【００１０】
これに対して、特許文献６及び特許文献３に開示された技術は、レーザ光の供給にヘッド内に設けられた半導体レーザ素子を用いている。ここで、特許文献６には内蔵したレーザ素子部からの光を、媒体に対向した微小光学開口に照射して熱アシストを行う構成が開示されている。また、特許文献３には、レーザ素子をＡＢＳ近傍又はヘッド素子の上方等の位置に設けて、上述した近接場光プローブを構成する散乱体にレーザ光を照射する構成が開示されている。
【００１１】
ここで、レーザ光の供給手段としての、光ファイバと、ヘッド内に設けられた半導体レーザ素子とを比較する。光ファイバを用いる場合、半導体レーザのような複雑な構造をヘッド内部に形成する必要がなく、所望の強度を有する微細な近接場光を比較的容易に得られる。しかしながら、光ファイバをヘッドに固定する際には、この光ファイバを相当に曲げる必要が生じるが、特に、ガラス製ファイバにおいてはその許容曲げ半径が大きく、曲げ加工が困難となる。また、プラスティック製ファイバの場合、許容曲げ半径は有る程度小さくなるが、高損失であり伝播効率が低下してしまう。
【００１２】
さらに、光ファイバを用いる場合、ヘッドから飛び出した光ファイバが揺れて、スライダの浮上特性に悪影響を及ぼしたり、磁気ディスク間にヘッドが配置されている場合、接触の危険性が生じたりする可能性がある。また、光ファイバ端と光源や導波路層等との結合部において非常に大きな損失が発生してしまう。これに対して、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、このような問題は発生せず、浮上特性に大きな影響を与えることなく比較的低損失でレーザ光を供給することが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献４】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献５】特表２００２−５１１１７６号公報
【特許文献６】特開２００１−２８３４０４号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi他著 ”Near-field AssistedMagnetic 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】
【００１４】
しかしながら、光の導入に半導体レーザ等の光源を用いる場合においても、ヘッドの製造歩留まりの低下、ＡＢＳを有するスライダに光源を適切に設置することの困難性等が問題となってきた。
【００１５】
一般に、半導体レーザのダイオードチップにおいては、出力、レーザ光の広がり角、寿命等の特性評価を、チップ単体で非破壊的に行うことは非常に困難である。従って、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、半導体レーザをスライダ等に設置した後に特性評価を行うことになる。その結果、ヘッド全体の製造歩留まりに対して、磁気ヘッド部分の歩留まりと半導体レーザ部分の歩留まりとの両方が積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりが著しく低下してしまう。
【００１６】
次いで、光源のスライダへの設置の問題を考察する。例えば、特許文献３に開示されているように、散乱体に適切に光を照射するために、光源がヘッド端面近傍の記録媒体に非常に近い位置に設置されている場合、光源位置が記録媒体に接触する可能性を有しており、装置の信頼性という観点から非常に好ましくない。
【００１７】
これに対して、例えば、非特許文献１に記載された技術によれば、半導体レーザ等の光源を媒体面から遠ざけた状態において光が入射可能となる。この場合、光ピックアップヘッドから収束された光が近接場光プローブに直接入射している。しかしながら、この技術は、近接場光プローブの集積された面と媒体対向面とが一致している構成を前提としており、集積面と媒体対向面（ＡＢＳ）とが垂直である一般的な薄膜磁気ヘッドの構成とは全く異なり、親和性が良くない。すなわち、例えば、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果素子や垂直磁気記録用の電磁コイル素子を備えた薄膜磁気ヘッドに適用することが非常に困難である。
【００１８】
従って、本発明の目的は、集積面とＡＢＳとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置し、光源の特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる手段を提供することにある。さらに、このような手段を用いた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、記録媒体の加熱効率が高い薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の集積面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００２１】
本発明によれば、スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、このユニット基板に設けられた光源と、このユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており光源から放射された光の光路を含む伝播層と、この伝播層に設けられており光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えている熱アシスト磁気記録用の光源ユニットが提供される。
【００２２】
従来、スライダに光源を設けた場合、光源単独での非破壊の特性評価は非常に困難であることから、ヘッド全体の製造歩留まりに対して、磁気ヘッド部分の歩留まりと光源部分の歩留まりとの両方が積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりを著しく低下させていた。しかしながら、本発明によるこのような光源ユニットと、スライダとを組み合わせて薄膜磁気ヘッドを製造する場合、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００２３】
また、このような光源を備えた光源ユニットは、スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着されるので、常に、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置することが可能となる。さらに、このような光源ユニットを用いることによって、スライダに適切な進行方向を有しており伝播が調整された光を入射させることが可能となる。すなわち、集積面とＡＢＳとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、適切な大きさ及び方向を有する光を確実に供給することができる。その結果、磁気記録媒体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。
【００２４】
また、このような光源ユニットにおいて、伝播層に設けられており、光を伝播層の接着面側の端面に向けさせるための光路変更部をさらに備えていることが好ましい。また、この光路変更部が、光がレンズ部を通過した後に達する光路上の位置に設けられていてよい。さらに、この光路変更部が、ユニット基板の素子形成面に対して斜めに形成された、伝播層の層面を反射面としたプリズム部であることも好ましく、さらに、グレーチングカプラ部であることも好ましい。
【００２５】
ここで、プリズム部は、機械加工手段を用いて比較的容易に形成することも可能であり、例えば、レンズ部によって平行に揃えられた光を、平行光のまま確実に全反射し、所定の方向に向けることができる。また、グレーチングカプラ部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に小さく作り込むことができるので、光源ユニットの光路変更部として非常に適している。
【００２６】
また、このような光源ユニットにおいて、レンズ部が、回折光学素子部であることも好ましい。この回折光学素子部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に薄く作り込むことができるので、光源ユニットのレンズ部として非常に適している。
【００２７】
またさらに、このような光源ユニットにおいて、回折光学素子部やプリズム部の代わりに、光の向きを揃え、さらに光を伝播層の接着面側の端面に向けさせるための、レンズ部及び光路変更部を兼ね備えたグレーチングカプラ部が設けられていることも好ましい。
【００２８】
なお、以上に述べた光源が、レーザダイオードであることも好ましい。この場合、ユニット基板が導電性を有しており、このレーザダイオードの底面をなす電極が、ユニット基板に電気的に接続されていることが好ましい。さらに、レーザダイオードが、ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されていて素子形成面に及んでいる堀込みに設けられており、レーザダイオードの出光端がユニット基板に遮られずに露出していることが好ましい。さらにまた、ユニット基板の接着面とは反対側の面に、レーザダイオード用の少なくとも１つの駆動端子電極が設けられていることが好ましい。
【００２９】
さらに、以上に述べた構成を有する光源ユニットにおいて、伝播層の接着面側の端面から放射される光が、接着面に垂直な方向を有しており、さらに伝播が調整された光、例えば、平行に揃えられた光、又は集束された光であることが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、さらに、切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、以上に述べた光源ユニットとなるユニット加工バーが提供される。このユニット加工バーを切断分離する前に、例えば、このユニット加工バーとスライダの機械加工工程で形成されるスライダ加工バーとを位置合わせした上で接着、固定し、その後、切断分離することによって、本発明による薄膜磁気ヘッドを提供することも可能である。
【００３１】
本発明によれば、さらにまた、ＡＢＳ及びこのＡＢＳに垂直な集積面を有するスライダ基板と、この集積面に形成された磁気ヘッド素子と、光をＡＢＳとは反対側の自身の端面から受け入れてＡＢＳ側のスライダ端面に向けて伝播させるための導波路層と、この磁気ヘッド素子及びこの導波路層を覆うように集積面上に形成された被覆層とを備えたスライダと、
スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着面を接面させており、伝播層の接着面側の端面から放射された光が、導波路層を伝播してＡＢＳ側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、以上に述べた光源ユニットと
を備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００３２】
このような薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッド素子が、データ信号の読み出し用のＭＲ効果素子とデータ信号の書き込み用の電磁コイル素子とを備えており、導波路層が、ＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間を通して設けられていることも好ましい。さらに、この導波路層が、平行に揃えられた光がＡＢＳとは反対側の自身の端面から入射した場合に、反射によって導波路層のＡＢＳ側の端面に集光するような、ともに放物線に沿って湾曲したトラック幅方向において対向する２つの側面を有していることも好ましい。
【００３３】
また、このような薄膜磁気ヘッドにおいて、スライダが、導波路層のＡＢＳ側の端面に接した位置又はこの端面に近接した位置に設けられており、近接場光を発生させてデータ信号の書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、ＡＢＳ側のスライダ端面に達した端を有する近接場光発生部をさらに備えていることも好ましい。ここで、この近接場光発生部が、後述するような「蝶ネクタイ型」であることも好ましい。
【００３４】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、磁気ヘッド素子のための信号線と、光源用の電力供給線とを備えているＨＧＡが提供される。
【００３５】
本発明によれば、さらにまた、このようなＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、この少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明による熱アシスト磁気記録用の光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、集積面とＡＢＳとが垂直であるヘッド構成において、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置し、光源の特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００３７】
また、本発明による熱アシスト磁気記録用の光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、記録媒体に対する高い加熱効率が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。
【００３９】
図１は、本発明による磁気ディスク装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ここで、ＨＧＡの斜視図においては、ＨＧＡの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。
【００４０】
同図において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド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、１３は、この薄膜磁気ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト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をそれぞれ示している。
【００４１】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、薄膜磁気ヘッド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、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッド２１は、単数であってもよい。
【００４２】
ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、薄膜磁気ヘッド２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド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、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。
【００４３】
なお、本発明のＨＧＡ１７におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００４４】
図２は、本発明による薄膜磁気ヘッド２１の一実施形態を示す斜視図である。
【００４５】
図２によれば、薄膜磁気ヘッド２１は、データ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド素子３２を備えたスライダ２２と、熱アシスト磁気記録用の光源となるレーザダイオード４０を備えた光源ユニット２３とが、それぞれの背面２２０１及び接着面２３００を接面させて接着、固定された構成を有している。ここで、スライダ２２の背面２２０１は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の面である。
【００４６】
スライダ２２は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面であるＡＢＳ２２００を有するスライダ基板２２０と、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００に垂直な集積面２２０２に形成された、データ信号を読み出すためのＭＲ効果素子３３及びデータ信号を書き込むための電磁コイル素子３４から構成される磁気ヘッド素子３２と、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導波路層３５と、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３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路層３５及び近接場光発生部３６を覆うように集積面２２０２上に形成された被覆層３８と、被覆層３８の層面から露出した、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に２つずつ接続されている合計４つの信号端子電極３７とを備えている。
【００４７】
ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、及び近接場光発生部３６の一端は、ＡＢＳ２２００側のスライダ端面２２１に達している。ここで、スライダ端面２２１は、スライダ２２のＡＢＳ２２００側の面であってＡＢＳ２２００以外の部分の面である。実際の書き込み又は読み出し動作時には、薄膜磁気ヘッド２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の端が磁気ディスク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。
【００４８】
ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット２３から導波路層３５を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部３６を照射し、この照射によって、近接場光発生部３６のスライダ端面２２１に達した端から近接場光が発生する。この近接場光によって、後述するように、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００４９】
導波路層３５は、ともに放物線に沿って湾曲した、トラック幅方向において対向する２つの側面３５１を有しており、ＡＢＳ２２００とは反対側のスライダ端面２２２に達した端面３５２から入射した平行に揃えられたレーザ光３９が、この両側面３５１での反射によって、スライダ端面２２１側の端面である集光面３５０に集光可能となっている。なお、スライダ端面２２２は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の面であって背面２２０１以外の部分の面である。また、近接場光発生部３６は、一方の端が導波路層３５の集光面３５０に接しており、他方の端がスライダ端面２２１に達している微細な近接場光ギャップ部３６１と、互いの先端をこの近接場光ギャップ部３６１を介して対向させている２つの対向金属層３６０とを備えている。近接場光発生部３６においては、近接場光ギャップ部３６１と、この微細な近接場光ギャップ部３６１を狭持した対向金属層３６０とが、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造を実現している。この「蝶ネクタイ型」構造においては、その中心部に非常に強い電界の集中が発生する。
【００５０】
ここで、この「蝶ネクタイ型」構造を有する近接場光発生部３６における近接場光の発生原理を説明する。まず、導波路層３５の集光面３５０に集光したレーザ光が、近接場光発生部３６に及んだ際、このレーザ光の電界成分のトラック幅方向の振動によって、構成材料である誘電体と対向金属層３６０との界面に、同じくトラック幅方向に強制振動させられる電気双極子が誘導される。この電気双極子の振動は、近接場光ギャップ部３６１のサイズがレーザ光の波長よりも十分に小さいことから、ほぼ一様となる。この一様な電気双極子の振動によって、この振動方向に垂直な方向、すなわち磁気ディスクの表面に向かう方向に電磁波が放射される。この電磁波の電気力線は、電気双極子の正負が入れ替わるように振動する際に、いったん閉じてまた開くといった形を繰り返して、節を作って伝播する。このうち、近接場光発生部３６から最初の節までの極近傍に拡がる電気力線の領域が近接場光となる。
【００５１】
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、スライダ端面２２１から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光ギャップ部３６１のトラック幅方向の幅又は層厚程度までの領域に存在する。従って、１０ｎｍ又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。また、このように発生する近接場光の幅は、同じく上述した幅又は層厚と同程度であって、この近接場光の電界強度は、この幅又は層厚以上の領域では指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【００５２】
同じく図２によれば、光源ユニット２３は、スライダ２２の背面２２０１に接着される接着面２３００を有するユニット基板２３０と、ユニット基板２３０の接着面２３００とは反対側のユニット上面２３０１に形成されていて、接着面２３００とは垂直な素子形成面２３０２に及んでいる堀込み２００３と、堀込み２００３に設置されており、出光端４００がユニット基板２３０に遮られずに露出しているレーザダイオード４０と、素子形成面２３０２上に設けられており、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光の光路を含み、このレーザ光を自身の接着面側の端面４１０まで伝播させるための伝播層４１と、伝播層４１に設けられており、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光の伝播を調整するためのレンズ部としての回折光学素子部４２と、伝播層４１に設けられており、素子形成面２３０２に対して斜めに形成された、伝播層４１の層面を反射面４３０とし、レーザ光を端面４１０に向けさせるための光路変更部としてのプリズム部４３と、レーザダイオード４０用の駆動端子電極４４０及び４４１とを備えている。
【００５３】
レーザダイオード４０の出光端４００から放射されたレーザ光は、伝播層４１を伝播するにつれて、素子形成面２３０２に垂直な軸ａＬを中心として広がっていくが、伝播層４１に設けられており軸ａＬを自身の軸とする回折光学素子部４２を通過することによって、平行に揃った光、又は集束した光に変換される。このように伝播を調整されたレーザ光は、プリズム部４３の反射面４３０に達して同面で全反射するによって、その進行方向を９０°、すなわち、接着面２３００（ＡＢＳ２２００）に垂直な方向に変更させられる。その後、レーザ光は、伝播層４１の接着面２３００側の端面４１０まで伝播し、この端面４１０から放射されて、導波路層３５の端面３５２に、同層の層面に平行な方向に伝播するレーザ光として、入射する。
【００５４】
以上に述べたように、薄膜磁気ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを合わせた構成になっていて、それぞれを形成した後に、組み合わせることにより製造することができる。従って、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の製造歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００５５】
また、光源ユニット２３は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の背面２２０１に接着されるので、常に、レーザダイオード４０をＡＢＳ２２００から遠ざけた位置に設置することが可能となる。
【００５６】
さらに、このような光源ユニット２３を用いることによって、上述したように、スライダ２２の導波路層３５の端面３５２に、同層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ＡＢＳ２２００とが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッド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。
【００５７】
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、これよりも一回り小さい大きさ、例えば、トラック幅方向の幅６５０μｍ×長さ（奥行き）７００μｍ×厚み１８０μｍであってもよい。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）２５０μｍ×厚み６５μｍ程度であり、例えば、この大きさの光源ユニット２３のユニット上面２３０１に、この大きさのレーザダイオード４０を設置できる堀込み２００３を形成することが、十分に可能となっている。この際、この堀込み２００３の深さを６５μｍ、又はこれよりも数μｍ深くしておけば、レーザダイオード４０の上面をユニット上面２３０１と同等か、又は低くすることができる。ただし、この堀込み２００３の深さを、例えば３０μｍ程度として、レーザダイオード４０の上面を若干突出させてもよい。また、光源ユニット２３の大きさを、レーザダイオード４０が設置可能な範囲でより小さくすることによって、１枚の基板ウエハから、より多数の光源ユニット２３を収得することが可能となる。
【００５８】
また、伝播層４１の端面４１０に達したレーザ光のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば５〜４０μｍ程度とし、この径に直交する径を、例えば１〜６μｍ程度とすることができる。一方、このレーザ光を受け取る導波路層３５の厚さを、例えば１〜６μｍ程度とし、導波路層３５の端面３５２でのトラック幅方向の幅を、例えば５０〜５００μｍ程度とすることができる。以上のように大きさを設定した場合、伝播層４１の端面４１０から放射された光が、導波路層３５を伝播してＡＢＳ２２００側のスライダ端面２２１（近接場光発生部３６）に達するように、スライダ２２と光源ユニット２３との位置を合わせる際、トラック幅方向での位置決めは、トラック幅方向とは垂直な方向での位置決めに比べて比較的容易に行うことができる。
【００５９】
また、他の実施形態として、スライダ２２において近接場光発生部３６を設けずに、導波路層３５の集光面３５０をスライダ端面２２１から露出させて、磁気ディスクに集光したレーザ光を照射して、磁気ディスクを加熱してもよい。この場合、例えば、磁気ディスク装置の使用環境が低温である時にのみ磁気ディスクを加熱して、少なくとも室温時の保磁力ＨＣを維持することも好ましいし、レーザ光を磁気ディスクに常時照射して、磁気ディスクを例えば１００℃以上の高温に維持することも好ましい。このようにヘッドの実施形態に合わせたレーザダイオードの種々の発光モード（レーザダイオードへの通電モード）については、後に、記録再生及び発光制御回路の説明の際に合わせて述べる。
【００６０】
図３（Ａ）は、図２に示した薄膜磁気ヘッド２１の要部の構成を概略的に示す、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図３（Ｂ）は、磁気ヘッド素子３２及び近接場光発生部３６のスライダ端面２２１における端の形状を示す平面図である。
【００６１】
まず、薄膜磁気ヘッド２１のスライダ２２の構成要素について説明する。
【００６２】
図３（Ａ）のスライダ２２において、２２０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ２２００を有している。このスライダ基板２２０のＡＢＳ２２００を底面とした際の一つの側面である集積面２２０２に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、これらの素子を保護する被覆層３８とが主に形成されている。
【００６３】
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層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等で構成することができる。
【００６４】
ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））多層膜を含み、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。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。
【００６５】
この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、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。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体３３２のスライダ端面２２１とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、さらに、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及び強磁性材料からなるハードバイアス層が形成される。
【００６６】
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。
【００６７】
電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用であり、主磁極層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４２、コイル絶縁層３４３、及び補助磁極層３４４を備えている。主磁極層３４０は、コイル層３４２によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層３４０のスライダ端面２２１側の端部３４０ａの層厚方向の長さ（厚さ）は、他の部分に比べて小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界が発生可能となる。
【００６８】
補助磁極層３４４のスライダ端面２２１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となっている。トレーリングシールド部は、主磁極層３４０のＡＢＳ側の端とギャップ層を介して対向している。このようなトレーリングシールド部を設けることによって、スライダ端面２２１近傍におけるトレーリングシールド部の端部と主磁極層３４０の端部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。
【００６９】
ここで、主磁極層３４０は、例えば、ＡＢＳ側の端部での全厚が約０.０１μｍ〜約０.５μｍであって、この端部以外での全厚が約０.５μｍ〜約３.０μｍの、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。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜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等から構成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜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。コイル絶縁層３４３は、例えば、厚さ約０.１μｍ〜約５μｍの熱硬化されたレジスト層等から構成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜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。
【００７０】
導波路層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２２０２と平行に伸長しているが、スライダ端面２２１の近傍において、スライダ端面２２１に向かってその厚さ方向においても先細りした形状を有している。導波路層３５は、何れの部分においても、被覆層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、被覆層３８が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路層３５は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層３８が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路層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。導波路層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。
【００７１】
図３（Ａ）において、近接場光発生部３６の近接場光ギャップ部３６１は、導波路層３５と同じ誘電材料で形成されている。また、図３（Ａ）には図示されておらず図２に示されている、近接場光発生部３６の対向金属層３６０は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等の導電材料から形成されている。
【００７２】
近接場光ギャップ部３６１のトラック幅方向の幅及び層厚は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、それぞれ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ及び約１０ｎｍ〜約２００ｎｍである。また、近接場光ギャップ部３６１のスライダ端面２２１に垂直な方向の長さは、例えば、１０〜５００ｎｍ程度である。また、導波路層３５の端面３５２でのトラック幅方向の幅は、例えば、５０〜５００μｍ程度である。
【００７３】
図３（Ｂ）によれば、スライダ端面２２１上において、近接場光ギャップ部３６１の発生端３６１ａは、電磁コイル素子３４の主磁極層３４０の端３４０ｂに近接していて、端３４０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端３６１ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する正台形となっている。
【００７４】
ここで、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路層３５の形状にも依存するが、一般に、最も幅の狭いトレーリング側の短辺近傍において最も強い強度を有する。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱する熱アシスト作用において、このトレーリング側の短辺近傍が、主要な加熱作用部分となる。
【００７５】
また、主磁極層３４０の端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する逆台形となっている。すなわち、主磁極層３４０の端部３４０ａの側面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。ベベル角の大きさは、例えば、１５°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【００７６】
以上に述べた、近接場光ギャップ部３６１の発生端３６１ａ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂの配置及び形状によれば、主要な加熱作用部分である発生端３６１ａのトレーリング側の短辺近傍が、書き込み部分である主磁極層の端３４０ｂに非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が、確実に実行可能となる。
【００７７】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路層３５及び近接場光発生部３６との間に、素子間シールド層４８が形成されている。素子間シールド層４８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４８と導波路層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。なお、コイル層３４２は、図３（Ａ）において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００７８】
以上に述べたような、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。
【００７９】
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スライダ端面２２１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。
【００８０】
次いで、薄膜磁気ヘッド２１の光源ユニット２３の構成要素について説明する。
【００８１】
図３（Ａ）の光源ユニット２３において、２３０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるユニット基板であり、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。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、伝播層４１が設けられており、この伝播層４１に、回折光学素子部４２と、プリズム部４３とが設けられており、さらに、ユニット基板２３０に形成された堀込み２００３に、レーザダイオード４０が設置されている。
【００８２】
伝播層４１は、レーザダイオード４０の出光端４００から回折光学素子部４２及びプリズム部４３を介して、自身の端面４１０に至るまでの光路を含んでいる。回折光学素子部４２は、通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、レンズ厚み方向に関する波長の倍数分の材質を削除した上で、波長の２−ｎ乗の高さを単位とした（ｎ−１）個の層による階段構造によって近似したレンズパターンである。
【００８３】
この回折光学素子部４２の構成は、後に、他の図面を用いて詳細に説明するが、伝播層４１を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有しており、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、伝播層４１が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、回折光学素子部４２は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、伝播層４１が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、回折光学素子部４２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。回折光学素子部４２が伝播層４１よりも高い屈折率を有することによって、回折光学素子部４２を通過するレーザ光が、界面での屈折に基づくレンズ作用によって平行な光又は集束した光に調整される。なお、伝播層４１の厚さは、例えば、３０〜６０μｍ程度であり、回折光学素子部４２の厚さは、後述するようにレーザ光の波長に依存するが、例えば０.５〜５μｍ程度である。
【００８４】
プリズム部４３は、素子形成面２３０２に対して斜めに形成された、伝播層４１の層面を反射面４３０として、レーザ光の進行方向を変更させるものである。回折光学素子部４２によって、例えば平行に揃えられたレーザ光が、このプリズム部４３の反射面４３０に臨界角以上の入射角で入射すると、このレーザ光は、反射面４３０で全反射し、平行に揃えられたまま端面４１０の方向に進行方向を変更させられる。実際、伝播層４１がＳｉＯ２（ｎ＝１.５）又はＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）のいずれで形成されている場合でも、磁気ディスク装置内の雰囲気（屈折率ｎは約１）よりは大きな屈折率を有しているので、このような全反射が可能となる。例えば、回折光学素子部４２によって平行に揃えられたレーザ光が素子形成面２３０２に垂直な方向に進行して来る場合、端面４１０側の辺が素子形成面２３０２に対して平行に持ち上がる形で４５°に傾いて、平坦な反射面４３０が形成されることによって、全反射後のレーザ光を、接着面２３００に垂直な方向を有する光とすることができる。
【００８５】
図４は、導波路層３５の先細りした部分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平面図及び断面図である。なお、図４（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図４（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８６】
図４（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地１０００の上に、近接場光発生部となる、下地よりも屈折率の高いＴｉＯ２等の誘電体膜１００１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン１００２を形成する。次いで、図４（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン１００２の直下を除いて、誘電体膜１００１の不要部分を除去する。その後、図４（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、対向金属層となるＡｕ等の導電膜１００３を成膜し、次いで、レジストパターン１００２及びその上の導電膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。
【００８７】
その後、図４（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン１００４が形成された後、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン１００４の直下を除いて、誘電体膜１００１及び導電膜１００３の不要部分を除去する。次いで、図４（Ｅ１）及び（Ｅ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、誘電体膜１００１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜１００５を形成する。その後、レジストパターン１００４及びその上の誘電体膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。なお、さらに、後のスライダ加工バーのＭＲハイト工程において、図４（Ｅ２）のｆ−ｆ線よりも左側の部分が研削されることにより、図４（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のスライダ端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側がスライダの近接場光発生部となる。
【００８８】
以上の工程を繰り返すことによって、図４（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３６の近接場光ギャップ部３６１、バックフィル誘電体膜１００５からなる導波路部１００６、さらにその後形成された導波路部１００７と、複数個の順次大きくなる導波路部を、連続して形成することができる。これらの導波路部は、導波路層３５の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地１０００と同じく、導波路層を構成する材料よりも屈折率の小さい、例えば、Ａｌ２Ｏ３等の材料からなるカバー誘電体膜１００８を形成する。ここで近接場光ギャップ部３６１の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路部１００６の厚さは、例えば、約３００ｎｍであり、導波路部１００７の厚さは、例えば、約１μｍである。さらに、下地１０００及びカバー誘電体膜１００８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８９】
図５（Ａ）〜（Ｇ）は、本発明による光源ユニット２３及び薄膜磁気ヘッド２１の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【００９０】
図５（Ａ）によれば、最初に、ユニット基板となる基板ウエハ上に、伝播層４１となる誘電体膜及び回折光学素子部４２を形成し、この誘電体膜及び回折光学素子部４２が形成されたユニットウエハ４５を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、回折光学素子部４２が複数並んだ列を１つ含むユニット加工バー４６を切り出す。次いで、図５（Ｂ）に示すように、このユニット加工バー４６の誘電体膜のエッジを、砥石等の研磨手段に所定の角度で押し当てて研磨する。この際の研磨面が反射面４３０となる。反射面４３０の傾き角は、研磨の際の押し当てる所定の角度によって制御される。次いで、図５（Ｃ）に示すように、ユニット加工バー４６において光源ユニット２３のユニット上面２３０１となる面に、フォトオリソグラフィ法及びイオンミリング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、堀込み２００３を形成する。
【００９１】
次いで、同じく図５（Ｃ）に示すように、形成された堀込み２００３に、レーザダイオード４０を搭載する。その後、図５（Ｄ）に示すように、レーザダイオード４０用の駆動端子電極４４０及び４４１を形成する。なお、この搭載方法及び端子電極の形成方法については、後に詳述する。最後に、ユニット加工バー４６を、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、ユニット加工バー４６を、図５（Ｅ）に示すような個々の光源ユニット２３であるチップに分離する。以上により、光源ユニット２３の製造工程が完了する。
【００９２】
その後、図５（Ｆ）に示すように、この分離された光源ユニット２３と、既に製造されたスライダ２２とが、それぞれの背面２２０１及び接着面２３００を接面させて接着される。この際、例えば、接着面２３００及び／又は背面２２０１にＵＶ硬化樹脂を塗布し、次いで、両面を接面させて位置合わせを行った後、接面部に紫外線を照射して接着、固定してもよい。
【００９３】
なお、図５（Ｇ）に示すように、ユニット加工バー４６を切断分離する前に、このユニット加工バー４６と、スライダの機械加工工程で形成されるスライダ加工バー４７とを位置合わせした上で、同様に接着、固定し、その後、個々の薄膜磁気ヘッド２１に切断分離してもよい。この場合、少なくとも、スライダ２２及び光源ユニット２３のトラック幅方向の幅は同一になるように設定されている。以上により、薄膜磁気ヘッド２１の製造工程が完了する。
【００９４】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、レーザダイオード４０の構成、及びレーザダイオード４０のユニット基板２３０への搭載方法を示す概略図である。
【００９５】
図６（Ａ）によれば、レーザダイオード４０は、通常、光学系ディスクストレージに使用されるものと同じ構造を有していてもよく、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。
【００９６】
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、スライダ２２（図２）に近接場光発生部３６を設ける場合、対向金属層３６０（図２）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、対向金属層３６０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。
【００９７】
レーザダイオード４０の大きさは、上述したように、例えば、幅２５０μｍ×長さ（奥行き）２５０μｍ×厚み６５μｍ程度である。ここで、レーザダイオード４０の幅は、電流阻止層４０ｈの対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度までに小さくすることができる。ただし、レーザダイオード４０の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、レーザダイオード４０に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。
【００９８】
また、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。実際、磁気ディスク装置は、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、レーザダイオード４０の消費電力も、例えば、数十ｍＷ程度であり、磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。
【００９９】
図６（Ｂ）によれば、レーザダイオード４０は、ユニット基板２３０に形成された堀込み２００３に搭載されており、一方の電極が、鉛フリー半田の１つであるＡｕＳｎ合金５２による半田付けによって、堀込み２００３の底面と電気的に接続されながら固定されている。ここでユニット基板２３０は、例えばアルティックから形成されており導電性を有する。実際の固定においては、例えば、堀込み２００３の底面に厚さ０.７〜１μｍ程度のＡｕＳｎ合金の蒸着膜を成膜し、レーザダイオード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してもよい。なお、堀込み２００３の底面と接続される電極は、ｎ電極４０ａでもｐ電極４０ｊでもかまわない。
【０１００】
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、この光源ユニットがスライダとは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド素子がこの高温の悪影響を受けずに済む。
【０１０１】
駆動端子電極４４０は、ユニット基板２３０のユニット上面２３０１上に、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等の層からなる。また、駆動端子電極４４１は、レーザダイオード４０の半田付けされていないもう一方の電極上に、同じく、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等の層からなる。
【０１０２】
なお、レーザダイオード４０及び駆動端子電極４４０及び４４１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、レーザダイオード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、レーザダイオード４０の電極の半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、レーザダイオード４０の両方の電極をユニット基板から絶縁させて、駆動端子電極を形成してもよい。さらにまた、レーザダイオード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。
【０１０３】
図７（Ａ）は、回折光学素子部４２の原理を説明するための概略図であり、図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、回折光学素子部４２を含む伝播層４１の、光源ユニット２３のユニット上面２３０１に平行な面による断面図である。
【０１０４】
最初に、回折光学素子部４２の原理の説明を行う。まず、図７（Ａ−１）に示された断面のように通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、図７（Ａ−２）に示す断面のように、レンズ厚み方向に関して、レーザ光の波長の倍数分の材質を削除する。次いで、図７（Ａ−３）に示す断面のように、例えば、レーザ光の１／４波長の高さを単位とした３つの層からなる階段構造によって、図７（Ａ−２）に示す断面を離散的に近似する。なお、一般に、波長の２−ｎ乗の高さを単位とした場合、階段構造の層数は、（ｎ−１）個となる。この図７（Ａ−３）に示したような断面を有する階段構造部が、回折光学素子部４２であり、もとの図７（Ａ−１）に示された断面を有するレンズと同等の機能を有することになる。
【０１０５】
図７（Ｂ）によれば、回折光学素子部４２は、集積面に平行に積層された環状の第１、第２及び第３の回折格子層４２０、４２１及び４２２が適切に積層されて、図７（Ａ−３）に相当する断面を有する積層体パターンとなっている。回折光学素子部４２の厚さは、その中心部において、レーザ光の波長以下に小さくすることができる。すなわち、回折光学素子部４２は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に薄く作り込むことができるので、光源ユニットの伝播の調整用として非常に適している。なお、同図の回折光学素子部４２は、上述したように、レーザ光の１／４波長の高さを単位とした場合であるが、当然、１／２波長、１／８波長等の高さを単位として回折光学素子部が形成されていてもよい。
【０１０６】
ここで、回折光学素子部４２の形成方法について説明する。図７（Ｂ）において、ユニット基板２３０の素子形成面２３０２上に形成された、例えば、スパッタリング法等を用いて形成されたＳｉＯ２からなる第１の伝播層４１ａ上に、例えば、スパッタリング法等を用いて所定の厚さを有するＴｉＯ２膜を形成する。次いで、このＴｉＯ２膜上に、例えばＮｉＦｅ等からなる所定のパターンを形成した後、このＮｉＦｅ等のパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたＲＩＥ法によるエッチング処理を行い、第１の回折格子層４２０を形成する。次いで、この第１の回折格子層４２０の形成方法と同様の方法を用いて、第２の回折格子層４２１及び第３の回折格子層４２２を順次積み重ねて形成することによって、回折光学素子部４２の形成を完了する。その後、形成された回折光学素子部４２を覆うように、例えば、スパッタリング法等を用いてＳｉＯ２膜を成膜し、その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法等を用いてこの膜面を平坦化して第２の伝播層４１ｂを形成することにより、伝播層４１の形成を完了する。
【０１０７】
図７（Ｃ）によれば、回折光学素子部は、第１の回折光学素子部６０と、第２の回折光学素子部６１との組み合わされた光学系となっている。第１の回折光学素子部６０は、レーザ光のトラック幅方向の広がりを調整する役割を担っており、接着面２３００（図２）に垂直な方向（図の紙面に垂直な方向）に伸長したパターンとなっている。第２の回折光学素子部６１は、レーザ光の接着面２３００に垂直な方向（図の紙面に垂直な方向）の広がりを調整する役割を担っており、トラック幅方向に伸長したパターンとなっている。このように、２つ、さらには３つ以上の回折光学素子部を組み合わせることによって、所望の形に伝播を調整されたレーザ光を得ることができる。
【０１０８】
図８は、本発明による光源ユニットについての他の実施形態を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【０１０９】
図８（Ａ）によれば、回折光学素子部７１は、伝播層７０に形成されてはいるが、図２の実施形態のようにレーザダイオード４０とプリズム部４３とを結ぶ光路上にはなく、レーザ光がプリズム部４３において全反射した後に達する光路上の位置に設けられている。この実施形態においても、伝播層７０の端面７００に達するレーザ光を、適切な方向、例えば、端面７００に垂直な方向を有する平行に揃えられた光とすることができる。
【０１１０】
図８（Ｂ）によれば、レーザダイオード７２は、その底面の電極がユニット基板２３０の素子形成面２３０２に電気的に接続された状態で固定されている。その結果、この底面の電極は、ユニット基板のユニット上面２３０１に形成された駆動端子電極７６と導通している。レーザダイオード７２の他方の電極は、伝播層７３に形成されたバンプを介して駆動端子電極７５と導通している。レーザ光は、レーザダイオード７２の出光端７２０から伝播層７３の端面７３０に向かって放射され、伝播層７３に形成された回折光学素子部７４を通過して平行に揃えられる。すなわち、この実施形態においても、伝播層７３の端面７３０に達するレーザ光を、適切な方向、例えば、端面７３０に垂直な方向を有する平行に揃えられた光とすることができる。
【０１１１】
図８（Ｃ）によれば、この実施形態においては、図２の実施形態のようにプリズム部は存在せず、伝播層７７に、光路変更部としてのグレーチングカプラ（Grating Coupler）部７８が設けられている。グレーチングカプラ部７８は、レーザダイオード４０から放射されて回折光学素子部４２を通過して平行に揃えられたレーザ光を、自身の受光部７８０で受け取って、その進行方向を９０°だけ曲げて変更させる。ここで、コア層７８１が素子形成面２３０２に平行に伸長していて伝播層７７の端面７７０に垂直に達している場合、この進行方向が変更されたレーザ光は、コア層７８１内を伝播し、伝播層７７の端面７７０に垂直であって平行に揃えられた光となる。このようにグレーチングカプラ部を光路変更部に採用した実施形態においても、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。なお、グレーチングカプラ部の構成は、後に、別の図面を用いて詳細に説明する。
【０１１２】
図８（Ｄ）によれば、伝播層７９には、レンズ部及び光路変更部としてのグレーチングカプラ部８０のみが設けられている。レーザダイオード４０から放射されたレーザ光は、グレーチングカプラ部８０の受光部８００に受け取られた後、この受光部８００において平行に揃えられて、さらに、進行方向を９０°だけ曲げて変更させられる。その結果、伝播層７９の端面７９０に垂直であって平行に揃えられたレーザ光を得ることができる。このようにグレーチングカプラ部を、レンズ部及び光路変更部として用いた実施形態においても、他に回折光学素子部等を設けることなく、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。
【０１１３】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、グレーチングカプラ部７８の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【０１１４】
図９（Ａ）によれば、グレーチングカプラ部７８は、受光部７８０と、コア層７８１と、第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３とを備えている。受光部７８０は、例えば、ＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２.３〜２.５５）等からなる所定の微細パターンの層である第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２が、第１のクラッド層７８２中に所定の間隔をおいて順次積層された構成となっている。コア層７８１は、例えば、屈折率がｎ＝１.５１に調整されたＳｉＯ２等から形成されており、素子形成面２３０２に平行に伸長していて、その端７８１ａが伝播層７７の端面７７０に垂直に達している。第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３は、例えば、屈折率がコア層よりも小さなｎ＝１.４６に調整されたＳｉＯ２等から形成されており、両層によって受光部７８０及びコア層７８１を挟み込んだ位置に形成されている。なお、この第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３の代わりに、伝播層７７が兼用されてもよい。この場合、伝播層７７の屈折率は、受光部７８０及びコア層７８１の屈折率よりも小さく設定されることになる。
【０１１５】
図９（Ｂ）によれば、受光部７８０の第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２は、それぞれトラック幅方向（図の紙面に垂直な方向）に伸長した矩形の断面を有するパターンであり、入射するレーザ光の波長に応じた大きさ及び位置関係を有している。図９（Ｂ）には、入射するレーザ光の波長が６５０ｎｍである場合の断面の寸法例を示している。
【０１１６】
同図によれば、第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２のパターンはそれぞれ、０.４３０μｍの周期をもって数十個程度配置された、所定の大きさを有する矩形の断面を有しており、第２及び第３の受光層の同図における矩形の左側面位置が、第１の受光層の矩形断面の左側面位置に比べて、順次、０.０９９μｍ及び０.１８７μｍだけ左方向にずれている。また、第１及び第２の受光層の層間距離は、０.０３０μｍであり、第２及び第３の受光層の層間距離は、０.０８７μｍである。さらに、第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２の矩形断面の大きさ（同図における縦×横）はそれぞれ、０.０９６μｍ×０.０６８μｍ、０.１５１μｍ×０.０３０μｍ、０.０８８μｍ×０.３４３μｍである。なお、コア層７８１の厚さは、例えば、１〜３μm程度とすることができる。
【０１１７】
以上に述べた構成を有するグレーチングカプラ部７８を光路変更部として用いることによって、受光部７８０に入射したレーザ光８１（図９（Ａ））の進行方向を９０°曲げて、このレーザ光をコア層７８１内に伝播させ、伝播層７７の端面７７０に垂直であって平行に揃えられたレーザ光８２（図９（Ａ））として出射させることができる。ここで、入射したレーザ光８１と出射したレーザ光８２との出力比を６０〜８０％程度にまで高めることが可能である。また、グレーチングカプラ部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に小さく作り込むことができるので、光源ユニットの光路変更部として非常に適していることが理解される。また、受光部を構成する各受光層に、コリメータとしての効果を奏する構造を取り入れてやれば、図８（Ｄ）に示した、レンズ部及び光路変更部を兼ねたグレーチングカプラ部８０が得られる。
【０１１８】
図１０は、図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
【０１１９】
図１０において、９０は制御ＬＳＩ、９１は、制御ＬＳＩ９０から記録データを受け取るライトゲート、９２はライト回路、９３は、レーザダイオード４０に供給する動作電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、９５は、ＭＲ効果素子３３へセンス電流を供給する定電流回路、９６は、ＭＲ効果素子３３の出力電圧を増幅する増幅器、９７は、制御ＬＳＩ９０に対して再生データを出力する復調回路、９８は温度検出器、９９は、レーザダイオード４０の制御回路をそれぞれ示している。
【０１２０】
制御ＬＳＩ９０から出力される記録データは、ライトゲート９１に供給される。ライトゲート９１は、制御ＬＳＩ９０から出力される記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路９２へ供給する。ライト回路９２は、この記録データに従ってコイル層３４２に書き込み電流を流し、電磁コイル素子３４により磁気ディスク上に書き込みを行う。
【０１２１】
制御ＬＳＩ９０から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路９５からＭＲ積層体３３２に定電流が流れる。このＭＲ効果素子３３により再生された信号は増幅器９６で増幅された後、復調回路９７で復調され、得られた再生データが制御ＬＳＩ９０に出力される。
【０１２２】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流制御信号を受け取る。このレーザＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、発振しきい値以上の動作電流がレーザダイオード４０に印加される。この際の動作電流値は、動作電流制御信号に応じた値に制御される。制御ＬＳＩ９０は、記録再生動作とのタイミングに応じてレーザＯＮ／ＯＦＦ信号を発生させ、温度検出器９８による磁気ディスクの記録層の温度測定値等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、動作電流値制御信号の値を決定する。
【０１２３】
ここで、制御テーブルは、発振しきい値及び光出力−動作電流特性の温度依存性のみならず、動作電流値と熱アシスト作用を受けた記録層の温度上昇分との関係、及び保磁力の温度依存性についてのデータも含む。このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流値制御信号系を設けることによって、単純に記録動作に連動したレーザダイオード４０への通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【０１２４】
実際、既に述べたように、スライダ２２において近接場光発生部３６を設けずに、導波路層３５からのレーザ光を、磁気ディスクに直接照射して加熱する場合、例えば、磁気ディスクの記録層の温度が室温以下の所定値である場合にのみ、レーザダイオード４０に通電し、レーザ光によって磁気ディスクを加熱して、少なくとも室温時の保磁力ＨＣを維持することも好ましい。また、レーザダイオード４０に常時通電し、レーザ光を磁気ディスクに常時照射して磁気ディスクを１００℃以上の高温に維持することも好ましい。なお、これらの場合、磁気記録は、磁気ドミネント方式であり、書き込みの主体は電磁コイル素子３４となる。
【０１２５】
さらに、近接場光発生部３６が設けられている場合において、少なくとも書き込み動作時又はその直前においてレーザダイオード４０に通電することが好ましいが、書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスにおいて、所定の期間だけ通電することも可能である。なお、この場合、磁気記録は、例えば、光ドミネント方式とすることが可能であり、書き込みの主体は近接場光発生部３６となる。
【０１２６】
なお、記録再生及び発光制御回路１３の回路構成は、図１０に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定してもよい。
【０１２７】
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】
【０１２８】
【図１】本発明による磁気ディスク装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示した薄膜磁気ヘッドの要部の構成を概略的に示す、図２のＡ−Ａ線断面図、及び磁気ヘッド素子及び近接場光発生部のスライダ端面における端の形状を示す平面図である。
【図４】導波路層の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。
【図５】本発明による光源ユニット及び薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【図６】レーザダイオードの構成、及びレーザダイオードのユニット基板への搭載方法を示す概略図である。
【図７】回折光学素子部の原理を説明するための概略図、及び回折光学素子部を含む伝播層の、光源ユニットのユニット上面に平行な面による断面図である。
【図８】本発明による光源ユニットについての他の実施形態を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【図９】グレーチングカプラ部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【図１０】図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発光制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０ サスペンション
２００ ロードビーム
２０１ フレクシャ
２０２ ベースプレート
２０３ 配線部材
２１ 薄膜磁気ヘッド
２２ スライダ
２２０ スライダ基板
２２００ ＡＢＳ
２２０１ 背面
２２０２ 集積面
２２１、２２２ スライダ端面
２３ 光源ユニット
２３０ ユニット基板
２３００ 接着面
２３０１ ユニット上面
２３０２ 素子形成面
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ効果素子
３３０ 下部シールド層
３３２ ＭＲ積層体
３３４ 上部シールド層
３４ 電磁コイル素子
３４０ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４ 補助磁極層
３５ 導波路層
３５０ 集光面
３５１ 側面
３５２ 端面
３６ 近接場光発生部
３６０ 対向金属層
３６１ 近接場光ギャップ部
３７ 信号端子電極
３８ 被覆層
３９ レーザ光
４０ レーザダイオード
４００ 出光端
４１ 伝播層
４１０ 端面
４２、６０、６１ 回折光学素子部
４３ プリズム部
４３０ 反射面
４４０、４４１ 駆動端子電極
４５ ユニットウエハ
４６ ユニット加工バー
４７ スライダ加工バー
４８ 素子間シールド層
５０、５１ 反射膜
５２ ＡｕＳｎ合金
７８、８０ グレーチングカプラ部
７８０ 受光部
７８１ コア層
７８２、７８３ クラッド層
８１、８２ レーザ光
９０ 制御ＬＳＩ
９１ ライトゲート
９２ ライト回路
９３ ＲＯＭ
９５ 定電流回路
９６ 増幅器
９７ 復調回路
９８ 温度検出器
９９ レーザ制御回路
１０００ 下地
１００１ 誘電体膜
１００２、１００４ レジストパターン
１００３ 導電膜
１００５ バックフィル誘電体膜
１００６、１００７ 導波路部
１００８ カバー誘電体膜
【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薄膜磁気ヘッドの構成要素である、レーザダイオード等の光源を備えた光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子と書き込み用の電磁コイル素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクに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、保持力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。
【０００５】
このような磁化の熱安定性の問題を解決する第１の方法として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が考えられる。垂直磁気記録媒体では記録層厚をより大きくすることが可能であり、結果として、Ｖを大きくして熱安定性を向上させることができる。第２の方法として、パターンドメディアの使用が考えられる。通常の磁気記録では、上述したように1つの記録ビットをＮ個の磁性微粒子によって構成して記録しているが、パターンドメディアを用いて、1つの記録ビットを体積ＮＶの１つの領域とすることによって、熱安定性の指標がＫＵＮＶ／ｋＢＴとなり、熱安定性が飛躍的に向上する。
【０００６】
さらに、熱安定性の問題を解決する第３の方法として、ＫＵの大きな磁性材料を用いる一方で、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。
【０００７】
この熱アシスト磁気記録方式における、光を記録媒体に照射するための光放射部として、特許文献１においては、基板上に形成された円錐体等の形状をした金属の散乱体と、その散乱体の周辺に形成された誘電体等の膜とを備えた近接場光プローブが開示されている。また、特許文献２においては、記録再生装置において固体イマージョン・レンズを用いたヘッドが開示されている。さらに、特許文献３には、近接場光プローブを構成する散乱体を、その照射される面が記録媒体に垂直となるように、垂直磁気記録用単磁極書き込みヘッドの主磁極に接して形成された構成が開示されている。さらに、非特許文献１には、水晶のスライダ上に形成されたＵ字状の近接場光プローブが開示されている。さらにまた、非特許文献２には、光がよく透過する回折格子を、光がほとんど透過しない回折格子を突き当てて結合したグレーティングが開示されている。
【０００８】
以上に述べたように、実際、種々の光放射部が提案されているが、熱アシスト磁気記録を実現するにおいて非常に重要であるのが、ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）近傍に設けられたこの光放射部に、レーザ光を供給するための手段である。
【０００９】
例えば、特許文献４及び５に開示された技術は、レーザ光の供給に光ファイバを用いている。ここで、特許文献４には、斜めに切断した光ファイバ等の端面に、ピンホールが形成された金属膜を設けた構成が開示されている。また、特許文献５には、光ファイバから出射したレーザ光を適切にレンズ光学系に向けるための可動ミラーを備えた光学式浮上ヘッドが開示されている。
【００１０】
これに対して、特許文献６及び特許文献３に開示された技術は、レーザ光の供給にヘッド内に設けられた半導体レーザ素子を用いている。ここで、特許文献６には内蔵したレーザ素子部からの光を、媒体に対向した微小光学開口に照射して熱アシストを行う構成が開示されている。また、特許文献３には、レーザ素子をＡＢＳ近傍又はヘッド素子の上方等の位置に設けて、上述した近接場光プローブを構成する散乱体にレーザ光を照射する構成が開示されている。
【００１１】
ここで、レーザ光の供給手段としての、光ファイバと、ヘッド内に設けられた半導体レーザ素子とを比較する。光ファイバを用いる場合、半導体レーザのような複雑な構造をヘッド内部に形成する必要がなく、所望の強度を有する微細な近接場光を比較的容易に得られる。しかしながら、光ファイバをヘッドに固定する際には、この光ファイバを相当に曲げる必要が生じるが、特に、ガラス製ファイバにおいてはその許容曲げ半径が大きく、曲げ加工が困難となる。また、プラスティック製ファイバの場合、許容曲げ半径は有る程度小さくなるが、高損失であり伝播効率が低下してしまう。
【００１２】
さらに、光ファイバを用いる場合、ヘッドから飛び出した光ファイバが揺れて、スライダの浮上特性に悪影響を及ぼしたり、磁気ディスク間にヘッドが配置されている場合、接触の危険性が生じたりする可能性がある。また、光ファイバ端と光源や導波路層等との結合部において非常に大きな損失が発生してしまう。これに対して、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、このような問題は発生せず、浮上特性に大きな影響を与えることなく比較的低損失でレーザ光を供給することが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献４】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献５】特表２００２−５１１１７６号公報
【特許文献６】特開２００１−２８３４０４号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi他著 ”Near-field AssistedMagnetic 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】
【００１４】
しかしながら、光の導入に半導体レーザ等の光源を用いる場合においても、ヘッドの製造歩留まりの低下、ＡＢＳを有するスライダに光源を適切に設置することの困難性等が問題となってきた。
【００１５】
一般に、半導体レーザのダイオードチップにおいては、出力、レーザ光の広がり角、寿命等の特性評価を、チップ単体で非破壊的に行うことは非常に困難である。従って、半導体レーザをヘッド内に設ける場合、半導体レーザをスライダ等に設置した後に特性評価を行うことになる。その結果、ヘッド全体の製造歩留まりに対して、磁気ヘッド部分の歩留まりと半導体レーザ部分の歩留まりとの両方が積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりが著しく低下してしまう。
【００１６】
次いで、光源のスライダへの設置の問題を考察する。例えば、特許文献３に開示されているように、散乱体に適切に光を照射するために、光源がヘッド端面近傍の記録媒体に非常に近い位置に設置されている場合、光源位置が記録媒体に接触する可能性を有しており、装置の信頼性という観点から非常に好ましくない。
【００１７】
これに対して、例えば、非特許文献１に記載された技術によれば、半導体レーザ等の光源を媒体面から遠ざけた状態において光が入射可能となる。この場合、光ピックアップヘッドから収束された光が近接場光プローブに直接入射している。しかしながら、この技術は、近接場光プローブの集積された面と媒体対向面とが一致している構成を前提としており、集積面と媒体対向面（ＡＢＳ）とが垂直である一般的な薄膜磁気ヘッドの構成とは全く異なり、親和性が良くない。すなわち、例えば、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果素子や垂直磁気記録用の電磁コイル素子を備えた薄膜磁気ヘッドに適用することが非常に困難である。
【００１８】
従って、本発明の目的は、集積面とＡＢＳとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置し、光源の特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる手段を提供することにある。さらに、このような手段を用いた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、記録媒体の加熱効率が高い薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の集積面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００２１】
本発明によれば、スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、このユニット基板に設けられた光源と、このユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており光源から放射された光の光路を含む伝播層と、この伝播層に設けられており光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えている熱アシスト磁気記録用の光源ユニットが提供される。
【００２２】
従来、スライダに光源を設けた場合、光源単独での非破壊の特性評価は非常に困難であることから、ヘッド全体の製造歩留まりに対して、磁気ヘッド部分の歩留まりと光源部分の歩留まりとの両方が積算的に影響し、ヘッド全体の歩留まりを著しく低下させていた。しかしながら、本発明によるこのような光源ユニットと、スライダとを組み合わせて薄膜磁気ヘッドを製造する場合、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００２３】
また、このような光源を備えた光源ユニットは、スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着されるので、常に、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置することが可能となる。さらに、このような光源ユニットを用いることによって、スライダに適切な進行方向を有しており伝播が調整された光を入射させることが可能となる。すなわち、集積面とＡＢＳとが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、適切な大きさ及び方向を有する光を確実に供給することができる。その結果、磁気記録媒体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。
【００２４】
また、このような光源ユニットにおいて、伝播層に設けられており、光を伝播層の接着面側の端面に向けさせるための光路変更部をさらに備えていることが好ましい。また、この光路変更部が、光がレンズ部を通過した後に達する光路上の位置に設けられていてよい。さらに、この光路変更部が、ユニット基板の素子形成面に対して斜めに形成された、伝播層の層面を反射面としたプリズム部であることも好ましく、さらに、グレーチングカプラ部であることも好ましい。
【００２５】
ここで、プリズム部は、機械加工手段を用いて比較的容易に形成することも可能であり、例えば、レンズ部によって平行に揃えられた光を、平行光のまま確実に全反射し、所定の方向に向けることができる。また、グレーチングカプラ部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に小さく作り込むことができるので、光源ユニットの光路変更部として非常に適している。
【００２６】
また、このような光源ユニットにおいて、レンズ部が、回折光学素子部であることも好ましい。この回折光学素子部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に薄く作り込むことができるので、光源ユニットのレンズ部として非常に適している。
【００２７】
またさらに、このような光源ユニットにおいて、回折光学素子部やプリズム部の代わりに、光の向きを揃え、さらに光を伝播層の接着面側の端面に向けさせるための、レンズ部及び光路変更部を兼ね備えたグレーチングカプラ部が設けられていることも好ましい。
【００２８】
なお、以上に述べた光源が、レーザダイオードであることも好ましい。この場合、ユニット基板が導電性を有しており、このレーザダイオードの底面をなす電極が、ユニット基板に電気的に接続されていることが好ましい。さらに、レーザダイオードが、ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されていて素子形成面に及んでいる堀込みに設けられており、レーザダイオードの出光端がユニット基板に遮られずに露出していることが好ましい。さらにまた、ユニット基板の接着面とは反対側の面に、レーザダイオード用の少なくとも１つの駆動端子電極が設けられていることが好ましい。
【００２９】
さらに、以上に述べた構成を有する光源ユニットにおいて、伝播層の接着面側の端面から放射される光が、接着面に垂直な方向を有しており、さらに伝播が調整された光、例えば、平行に揃えられた光、又は集束された光であることが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、さらに、切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、以上に述べた光源ユニットとなるユニット加工バーが提供される。このユニット加工バーを切断分離する前に、例えば、このユニット加工バーとスライダの機械加工工程で形成されるスライダ加工バーとを位置合わせした上で接着、固定し、その後、切断分離することによって、本発明による薄膜磁気ヘッドを提供することも可能である。
【００３１】
本発明によれば、さらにまた、ＡＢＳ及びこのＡＢＳに垂直な集積面を有するスライダ基板と、この集積面に形成された磁気ヘッド素子と、光をＡＢＳとは反対側の自身の端面から受け入れてＡＢＳ側のスライダ端面に向けて伝播させるための導波路層と、この磁気ヘッド素子及びこの導波路層を覆うように集積面上に形成された被覆層とを備えたスライダと、
スライダのＡＢＳとは反対側の面に接着面を接面させており、伝播層の接着面側の端面から放射された光が、導波路層を伝播してＡＢＳ側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、以上に述べた光源ユニットと
を備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００３２】
このような薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッド素子が、データ信号の読み出し用のＭＲ効果素子とデータ信号の書き込み用の電磁コイル素子とを備えており、導波路層が、ＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間を通して設けられていることも好ましい。さらに、この導波路層が、平行に揃えられた光がＡＢＳとは反対側の自身の端面から入射した場合に、反射によって導波路層のＡＢＳ側の端面に集光するような、ともに放物線に沿って湾曲したトラック幅方向において対向する２つの側面を有していることも好ましい。
【００３３】
また、このような薄膜磁気ヘッドにおいて、スライダが、導波路層のＡＢＳ側の端面に接した位置又はこの端面に近接した位置に設けられており、近接場光を発生させてデータ信号の書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、ＡＢＳ側のスライダ端面に達した端を有する近接場光発生部をさらに備えていることも好ましい。ここで、この近接場光発生部が、後述するような「蝶ネクタイ型」であることも好ましい。
【００３４】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、磁気ヘッド素子のための信号線と、光源用の電力供給線とを備えているＨＧＡが提供される。
【００３５】
本発明によれば、さらにまた、このようなＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、この少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明による熱アシスト磁気記録用の光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、集積面とＡＢＳとが垂直であるヘッド構成において、光源をＡＢＳから遠ざけた位置に設置し、光源の特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００３７】
また、本発明による熱アシスト磁気記録用の光源ユニット、この光源ユニットを備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、記録媒体に対する高い加熱効率が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。
【００３９】
図１は、本発明による磁気ディスク装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ここで、ＨＧＡの斜視図においては、ＨＧＡの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。
【００４０】
同図において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド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、１３は、この薄膜磁気ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト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をそれぞれ示している。
【００４１】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、薄膜磁気ヘッド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、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッド２１は、単数であってもよい。
【００４２】
ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、薄膜磁気ヘッド２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド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、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。
【００４３】
なお、本発明のＨＧＡ１７におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００４４】
図２は、本発明による薄膜磁気ヘッド２１の一実施形態を示す斜視図である。
【００４５】
図２によれば、薄膜磁気ヘッド２１は、データ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド素子３２を備えたスライダ２２と、熱アシスト磁気記録用の光源となるレーザダイオード４０を備えた光源ユニット２３とが、それぞれの背面２２０１及び接着面２３００を接面させて接着、固定された構成を有している。ここで、スライダ２２の背面２２０１は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の面である。
【００４６】
スライダ２２は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面であるＡＢＳ２２００を有するスライダ基板２２０と、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００に垂直な集積面２２０２に形成された、データ信号を読み出すためのＭＲ効果素子３３及びデータ信号を書き込むための電磁コイル素子３４から構成される磁気ヘッド素子３２と、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導波路層３５と、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３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路層３５及び近接場光発生部３６を覆うように集積面２２０２上に形成された被覆層３８と、被覆層３８の層面から露出した、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に２つずつ接続されている合計４つの信号端子電極３７とを備えている。
【００４７】
ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、及び近接場光発生部３６の一端は、ＡＢＳ２２００側のスライダ端面２２１に達している。ここで、スライダ端面２２１は、スライダ２２のＡＢＳ２２００側の面であってＡＢＳ２２００以外の部分の面である。実際の書き込み又は読み出し動作時には、薄膜磁気ヘッド２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の端が磁気ディスク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。
【００４８】
ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット２３から導波路層３５を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部３６を照射し、この照射によって、近接場光発生部３６のスライダ端面２２１に達した端から近接場光が発生する。この近接場光によって、後述するように、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００４９】
導波路層３５は、ともに放物線に沿って湾曲した、トラック幅方向において対向する２つの側面３５１を有しており、ＡＢＳ２２００とは反対側のスライダ端面２２２に達した端面３５２から入射した平行に揃えられたレーザ光３９が、この両側面３５１での反射によって、スライダ端面２２１側の端面である集光面３５０に集光可能となっている。なお、スライダ端面２２２は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の面であって背面２２０１以外の部分の面である。また、近接場光発生部３６は、一方の端が導波路層３５の集光面３５０に接しており、他方の端がスライダ端面２２１に達している微細な近接場光ギャップ部３６１と、互いの先端をこの近接場光ギャップ部３６１を介して対向させている２つの対向金属層３６０とを備えている。近接場光発生部３６においては、近接場光ギャップ部３６１と、この微細な近接場光ギャップ部３６１を狭持した対向金属層３６０とが、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造を実現している。この「蝶ネクタイ型」構造においては、その中心部に非常に強い電界の集中が発生する。
【００５０】
ここで、この「蝶ネクタイ型」構造を有する近接場光発生部３６における近接場光の発生原理を説明する。まず、導波路層３５の集光面３５０に集光したレーザ光が、近接場光発生部３６に及んだ際、このレーザ光の電界成分のトラック幅方向の振動によって、構成材料である誘電体と対向金属層３６０との界面に、同じくトラック幅方向に強制振動させられる電気双極子が誘導される。この電気双極子の振動は、近接場光ギャップ部３６１のサイズがレーザ光の波長よりも十分に小さいことから、ほぼ一様となる。この一様な電気双極子の振動によって、この振動方向に垂直な方向、すなわち磁気ディスクの表面に向かう方向に電磁波が放射される。この電磁波の電気力線は、電気双極子の正負が入れ替わるように振動する際に、いったん閉じてまた開くといった形を繰り返して、節を作って伝播する。このうち、近接場光発生部３６から最初の節までの極近傍に拡がる電気力線の領域が近接場光となる。
【００５１】
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、スライダ端面２２１から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光ギャップ部３６１のトラック幅方向の幅又は層厚程度までの領域に存在する。従って、１０ｎｍ又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。また、このように発生する近接場光の幅は、同じく上述した幅又は層厚と同程度であって、この近接場光の電界強度は、この幅又は層厚以上の領域では指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。
【００５２】
同じく図２によれば、光源ユニット２３は、スライダ２２の背面２２０１に接着される接着面２３００を有するユニット基板２３０と、ユニット基板２３０の接着面２３００とは反対側のユニット上面２３０１に形成されていて、接着面２３００とは垂直な素子形成面２３０２に及んでいる堀込み２００３と、堀込み２００３に設置されており、出光端４００がユニット基板２３０に遮られずに露出しているレーザダイオード４０と、素子形成面２３０２上に設けられており、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光の光路を含み、このレーザ光を自身の接着面側の端面４１０まで伝播させるための伝播層４１と、伝播層４１に設けられており、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光の伝播を調整するためのレンズ部としての回折光学素子部４２と、伝播層４１に設けられており、素子形成面２３０２に対して斜めに形成された、伝播層４１の層面を反射面４３０とし、レーザ光を端面４１０に向けさせるための光路変更部としてのプリズム部４３と、レーザダイオード４０用の駆動端子電極４４０及び４４１とを備えている。
【００５３】
レーザダイオード４０の出光端４００から放射されたレーザ光は、伝播層４１を伝播するにつれて、素子形成面２３０２に垂直な軸ａＬを中心として広がっていくが、伝播層４１に設けられており軸ａＬを自身の軸とする回折光学素子部４２を通過することによって、平行に揃った光、又は集束した光に変換される。このように伝播を調整されたレーザ光は、プリズム部４３の反射面４３０に達して同面で全反射するによって、その進行方向を９０°、すなわち、接着面２３００（ＡＢＳ２２００）に垂直な方向に変更させられる。その後、レーザ光は、伝播層４１の接着面２３００側の端面４１０まで伝播し、この端面４１０から放射されて、導波路層３５の端面３５２に、同層の層面に平行な方向に伝播するレーザ光として、入射する。
【００５４】
以上に述べたように、薄膜磁気ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを合わせた構成になっていて、それぞれを形成した後に、組み合わせることにより製造することができる。従って、例えば、前もって光源ユニットの特性評価を行って、良品のみを薄膜磁気ヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造時のヘッド全体の製造歩留まりが、ほぼスライダの製造歩留まりとなり、光源ユニットの特性評価によるヘッド全体の製造歩留まりの低下を回避することができる。
【００５５】
また、光源ユニット２３は、スライダ２２のＡＢＳ２２００とは反対側の背面２２０１に接着されるので、常に、レーザダイオード４０をＡＢＳ２２００から遠ざけた位置に設置することが可能となる。
【００５６】
さらに、このような光源ユニット２３を用いることによって、上述したように、スライダ２２の導波路層３５の端面３５２に、同層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ＡＢＳ２２００とが垂直である構成を有する薄膜磁気ヘッド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。
【００５７】
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、これよりも一回り小さい大きさ、例えば、トラック幅方向の幅６５０μｍ×長さ（奥行き）７００μｍ×厚み１８０μｍであってもよい。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）２５０μｍ×厚み６５μｍ程度であり、例えば、この大きさの光源ユニット２３のユニット上面２３０１に、この大きさのレーザダイオード４０を設置できる堀込み２００３を形成することが、十分に可能となっている。この際、この堀込み２００３の深さを６５μｍ、又はこれよりも数μｍ深くしておけば、レーザダイオード４０の上面をユニット上面２３０１と同等か、又は低くすることができる。ただし、この堀込み２００３の深さを、例えば３０μｍ程度として、レーザダイオード４０の上面を若干突出させてもよい。また、光源ユニット２３の大きさを、レーザダイオード４０が設置可能な範囲でより小さくすることによって、１枚の基板ウエハから、より多数の光源ユニット２３を収得することが可能となる。
【００５８】
また、伝播層４１の端面４１０に達したレーザ光のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば５〜４０μｍ程度とし、この径に直交する径を、例えば１〜６μｍ程度とすることができる。一方、このレーザ光を受け取る導波路層３５の厚さを、例えば１〜６μｍ程度とし、導波路層３５の端面３５２でのトラック幅方向の幅を、例えば５０〜５００μｍ程度とすることができる。以上のように大きさを設定した場合、伝播層４１の端面４１０から放射された光が、導波路層３５を伝播してＡＢＳ２２００側のスライダ端面２２１（近接場光発生部３６）に達するように、スライダ２２と光源ユニット２３との位置を合わせる際、トラック幅方向での位置決めは、トラック幅方向とは垂直な方向での位置決めに比べて比較的容易に行うことができる。
【００５９】
また、他の実施形態として、スライダ２２において近接場光発生部３６を設けずに、導波路層３５の集光面３５０をスライダ端面２２１から露出させて、磁気ディスクに集光したレーザ光を照射して、磁気ディスクを加熱してもよい。この場合、例えば、磁気ディスク装置の使用環境が低温である時にのみ磁気ディスクを加熱して、少なくとも室温時の保磁力ＨＣを維持することも好ましいし、レーザ光を磁気ディスクに常時照射して、磁気ディスクを例えば１００℃以上の高温に維持することも好ましい。このようにヘッドの実施形態に合わせたレーザダイオードの種々の発光モード（レーザダイオードへの通電モード）については、後に、記録再生及び発光制御回路の説明の際に合わせて述べる。
【００６０】
図３（Ａ）は、図２に示した薄膜磁気ヘッド２１の要部の構成を概略的に示す、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図３（Ｂ）は、磁気ヘッド素子３２及び近接場光発生部３６のスライダ端面２２１における端の形状を示す平面図である。
【００６１】
まず、薄膜磁気ヘッド２１のスライダ２２の構成要素について説明する。
【００６２】
図３（Ａ）のスライダ２２において、２２０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ２２００を有している。このスライダ基板２２０のＡＢＳ２２００を底面とした際の一つの側面である集積面２２０２に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、これらの素子を保護する被覆層３８とが主に形成されている。
【００６３】
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層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等で構成することができる。
【００６４】
ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））多層膜を含み、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。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。
【００６５】
この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、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。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体３３２のスライダ端面２２１とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、さらに、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及び強磁性材料からなるハードバイアス層が形成される。
【００６６】
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。
【００６７】
電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用であり、主磁極層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４２、コイル絶縁層３４３、及び補助磁極層３４４を備えている。主磁極層３４０は、コイル層３４２によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層３４０のスライダ端面２２１側の端部３４０ａの層厚方向の長さ（厚さ）は、他の部分に比べて小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界が発生可能となる。
【００６８】
補助磁極層３４４のスライダ端面２２１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となっている。トレーリングシールド部は、主磁極層３４０のＡＢＳ側の端とギャップ層を介して対向している。このようなトレーリングシールド部を設けることによって、スライダ端面２２１近傍におけるトレーリングシールド部の端部と主磁極層３４０の端部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。
【００６９】
ここで、主磁極層３４０は、例えば、ＡＢＳ側の端部での全厚が約０.０１μｍ〜約０.５μｍであって、この端部以外での全厚が約０.５μｍ〜約３.０μｍの、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。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜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等から構成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜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。コイル絶縁層３４３は、例えば、厚さ約０.１μｍ〜約５μｍの熱硬化されたレジスト層等から構成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜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。
【００７０】
導波路層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２２０２と平行に伸長しているが、スライダ端面２２１の近傍において、スライダ端面２２１に向かってその厚さ方向においても先細りした形状を有している。導波路層３５は、何れの部分においても、被覆層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、被覆層３８が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路層３５は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層３８が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路層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。導波路層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。
【００７１】
図３（Ａ）において、近接場光発生部３６の近接場光ギャップ部３６１は、導波路層３５と同じ誘電材料で形成されている。また、図３（Ａ）には図示されておらず図２に示されている、近接場光発生部３６の対向金属層３６０は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ若しくはＩｒ、若しくはこれらのうちのいくつかの組合せからなる合金、又はＡｌ、Ｃｕ等が添加されたこれらの合金等の導電材料から形成されている。
【００７２】
近接場光ギャップ部３６１のトラック幅方向の幅及び層厚は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、それぞれ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ及び約１０ｎｍ〜約２００ｎｍである。また、近接場光ギャップ部３６１のスライダ端面２２１に垂直な方向の長さは、例えば、１０〜５００ｎｍ程度である。また、導波路層３５の端面３５２でのトラック幅方向の幅は、例えば、５０〜５００μｍ程度である。
【００７３】
図３（Ｂ）によれば、スライダ端面２２１上において、近接場光ギャップ部３６１の発生端３６１ａは、電磁コイル素子３４の主磁極層３４０の端３４０ｂに近接していて、端３４０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端３６１ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する正台形となっている。
【００７４】
ここで、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路層３５の形状にも依存するが、一般に、最も幅の狭いトレーリング側の短辺近傍において最も強い強度を有する。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱する熱アシスト作用において、このトレーリング側の短辺近傍が、主要な加熱作用部分となる。
【００７５】
また、主磁極層３４０の端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する逆台形となっている。すなわち、主磁極層３４０の端部３４０ａの側面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。ベベル角の大きさは、例えば、１５°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。
【００７６】
以上に述べた、近接場光ギャップ部３６１の発生端３６１ａ、及び主磁極層３４０の端３４０ｂの配置及び形状によれば、主要な加熱作用部分である発生端３６１ａのトレーリング側の短辺近傍が、書き込み部分である主磁極層の端３４０ｂに非常に近い位置にあるので、磁気ディスクの記録層部分に熱を加えた直後に、ほとんど間を置かず、書き込み磁界を印加することができる。これにより、熱アシストによる安定した書き込み動作が、確実に実行可能となる。
【００７７】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路層３５及び近接場光発生部３６との間に、素子間シールド層４８が形成されている。素子間シールド層４８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４８と導波路層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。なお、コイル層３４２は、図３（Ａ）において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００７８】
以上に述べたような、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。
【００７９】
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スライダ端面２２１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。
【００８０】
次いで、薄膜磁気ヘッド２１の光源ユニット２３の構成要素について説明する。
【００８１】
図３（Ａ）の光源ユニット２３において、２３０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるユニット基板であり、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。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、伝播層４１が設けられており、この伝播層４１に、回折光学素子部４２と、プリズム部４３とが設けられており、さらに、ユニット基板２３０に形成された堀込み２００３に、レーザダイオード４０が設置されている。
【００８２】
伝播層４１は、レーザダイオード４０の出光端４００から回折光学素子部４２及びプリズム部４３を介して、自身の端面４１０に至るまでの光路を含んでいる。回折光学素子部４２は、通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、レンズ厚み方向に関する波長の倍数分の材質を削除した上で、波長の２−ｎ乗の高さを単位とした（ｎ−１）個の層による階段構造によって近似したレンズパターンである。
【００８３】
この回折光学素子部４２の構成は、後に、他の図面を用いて詳細に説明するが、伝播層４１を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有しており、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、伝播層４１が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、回折光学素子部４２は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、伝播層４１が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、回折光学素子部４２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。回折光学素子部４２が伝播層４１よりも高い屈折率を有することによって、回折光学素子部４２を通過するレーザ光が、界面での屈折に基づくレンズ作用によって平行な光又は集束した光に調整される。なお、伝播層４１の厚さは、例えば、３０〜６０μｍ程度であり、回折光学素子部４２の厚さは、後述するようにレーザ光の波長に依存するが、例えば０.５〜５μｍ程度である。
【００８４】
プリズム部４３は、素子形成面２３０２に対して斜めに形成された、伝播層４１の層面を反射面４３０として、レーザ光の進行方向を変更させるものである。回折光学素子部４２によって、例えば平行に揃えられたレーザ光が、このプリズム部４３の反射面４３０に臨界角以上の入射角で入射すると、このレーザ光は、反射面４３０で全反射し、平行に揃えられたまま端面４１０の方向に進行方向を変更させられる。実際、伝播層４１がＳｉＯ２（ｎ＝１.５）又はＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）のいずれで形成されている場合でも、磁気ディスク装置内の雰囲気（屈折率ｎは約１）よりは大きな屈折率を有しているので、このような全反射が可能となる。例えば、回折光学素子部４２によって平行に揃えられたレーザ光が素子形成面２３０２に垂直な方向に進行して来る場合、端面４１０側の辺が素子形成面２３０２に対して平行に持ち上がる形で４５°に傾いて、平坦な反射面４３０が形成されることによって、全反射後のレーザ光を、接着面２３００に垂直な方向を有する光とすることができる。
【００８５】
図４は、導波路層３５の先細りした部分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平面図及び断面図である。なお、図４（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図４（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８６】
図４（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地１０００の上に、近接場光発生部となる、下地よりも屈折率の高いＴｉＯ２等の誘電体膜１００１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン１００２を形成する。次いで、図４（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン１００２の直下を除いて、誘電体膜１００１の不要部分を除去する。その後、図４（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、対向金属層となるＡｕ等の導電膜１００３を成膜し、次いで、レジストパターン１００２及びその上の導電膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。
【００８７】
その後、図４（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン１００４が形成された後、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン１００４の直下を除いて、誘電体膜１００１及び導電膜１００３の不要部分を除去する。次いで、図４（Ｅ１）及び（Ｅ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、誘電体膜１００１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜１００５を形成する。その後、レジストパターン１００４及びその上の誘電体膜を、いわゆるリフトオフによって除去する。なお、さらに、後のスライダ加工バーのＭＲハイト工程において、図４（Ｅ２）のｆ−ｆ線よりも左側の部分が研削されることにより、図４（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のスライダ端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側がスライダの近接場光発生部となる。
【００８８】
以上の工程を繰り返すことによって、図４（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３６の近接場光ギャップ部３６１、バックフィル誘電体膜１００５からなる導波路部１００６、さらにその後形成された導波路部１００７と、複数個の順次大きくなる導波路部を、連続して形成することができる。これらの導波路部は、導波路層３５の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地１０００と同じく、導波路層を構成する材料よりも屈折率の小さい、例えば、Ａｌ２Ｏ３等の材料からなるカバー誘電体膜１００８を形成する。ここで近接場光ギャップ部３６１の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路部１００６の厚さは、例えば、約３００ｎｍであり、導波路部１００７の厚さは、例えば、約１μｍである。さらに、下地１０００及びカバー誘電体膜１００８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８９】
図５（Ａ）〜（Ｇ）は、本発明による光源ユニット２３及び薄膜磁気ヘッド２１の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【００９０】
図５（Ａ）によれば、最初に、ユニット基板となる基板ウエハ上に、伝播層４１となる誘電体膜及び回折光学素子部４２を形成し、この誘電体膜及び回折光学素子部４２が形成されたユニットウエハ４５を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、回折光学素子部４２が複数並んだ列を１つ含むユニット加工バー４６を切り出す。次いで、図５（Ｂ）に示すように、このユニット加工バー４６の誘電体膜のエッジを、砥石等の研磨手段に所定の角度で押し当てて研磨する。この際の研磨面が反射面４３０となる。反射面４３０の傾き角は、研磨の際の押し当てる所定の角度によって制御される。次いで、図５（Ｃ）に示すように、ユニット加工バー４６において光源ユニット２３のユニット上面２３０１となる面に、フォトオリソグラフィ法及びイオンミリング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、堀込み２００３を形成する。
【００９１】
次いで、同じく図５（Ｃ）に示すように、形成された堀込み２００３に、レーザダイオード４０を搭載する。その後、図５（Ｄ）に示すように、レーザダイオード４０用の駆動端子電極４４０及び４４１を形成する。なお、この搭載方法及び端子電極の形成方法については、後に詳述する。最後に、ユニット加工バー４６を、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、ユニット加工バー４６を、図５（Ｅ）に示すような個々の光源ユニット２３であるチップに分離する。以上により、光源ユニット２３の製造工程が完了する。
【００９２】
その後、図５（Ｆ）に示すように、この分離された光源ユニット２３と、既に製造されたスライダ２２とが、それぞれの背面２２０１及び接着面２３００を接面させて接着される。この際、例えば、接着面２３００及び／又は背面２２０１にＵＶ硬化樹脂を塗布し、次いで、両面を接面させて位置合わせを行った後、接面部に紫外線を照射して接着、固定してもよい。
【００９３】
なお、図５（Ｇ）に示すように、ユニット加工バー４６を切断分離する前に、このユニット加工バー４６と、スライダの機械加工工程で形成されるスライダ加工バー４７とを位置合わせした上で、同様に接着、固定し、その後、個々の薄膜磁気ヘッド２１に切断分離してもよい。この場合、少なくとも、スライダ２２及び光源ユニット２３のトラック幅方向の幅は同一になるように設定されている。以上により、薄膜磁気ヘッド２１の製造工程が完了する。
【００９４】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、レーザダイオード４０の構成、及びレーザダイオード４０のユニット基板２３０への搭載方法を示す概略図である。
【００９５】
図６（Ａ）によれば、レーザダイオード４０は、通常、光学系ディスクストレージに使用されるものと同じ構造を有していてもよく、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。
【００９６】
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、スライダ２２（図２）に近接場光発生部３６を設ける場合、対向金属層３６０（図２）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、対向金属層３６０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。
【００９７】
レーザダイオード４０の大きさは、上述したように、例えば、幅２５０μｍ×長さ（奥行き）２５０μｍ×厚み６５μｍ程度である。ここで、レーザダイオード４０の幅は、電流阻止層４０ｈの対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度までに小さくすることができる。ただし、レーザダイオード４０の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、レーザダイオード４０に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。
【００９８】
また、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。実際、磁気ディスク装置は、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、レーザダイオード４０の消費電力も、例えば、数十ｍＷ程度であり、磁気ディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。
【００９９】
図６（Ｂ）によれば、レーザダイオード４０は、ユニット基板２３０に形成された堀込み２００３に搭載されており、一方の電極が、鉛フリー半田の１つであるＡｕＳｎ合金５２による半田付けによって、堀込み２００３の底面と電気的に接続されながら固定されている。ここでユニット基板２３０は、例えばアルティックから形成されており導電性を有する。実際の固定においては、例えば、堀込み２００３の底面に厚さ０.７〜１μｍ程度のＡｕＳｎ合金の蒸着膜を成膜し、レーザダイオード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してもよい。なお、堀込み２００３の底面と接続される電極は、ｎ電極４０ａでもｐ電極４０ｊでもかまわない。
【０１００】
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、この光源ユニットがスライダとは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド素子がこの高温の悪影響を受けずに済む。
【０１０１】
駆動端子電極４４０は、ユニット基板２３０のユニット上面２３０１上に、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等の層からなる。また、駆動端子電極４４１は、レーザダイオード４０の半田付けされていないもう一方の電極上に、同じく、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等の層からなる。
【０１０２】
なお、レーザダイオード４０及び駆動端子電極４４０及び４４１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、レーザダイオード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、レーザダイオード４０の電極の半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、レーザダイオード４０の両方の電極をユニット基板から絶縁させて、駆動端子電極を形成してもよい。さらにまた、レーザダイオード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。
【０１０３】
図７（Ａ）は、回折光学素子部４２の原理を説明するための概略図であり、図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、回折光学素子部４２を含む伝播層４１の、光源ユニット２３のユニット上面２３０１に平行な面による断面図である。
【０１０４】
最初に、回折光学素子部４２の原理の説明を行う。まず、図７（Ａ−１）に示された断面のように通常の曲面を有する光学凸レンズにおいて、図７（Ａ−２）に示す断面のように、レンズ厚み方向に関して、レーザ光の波長の倍数分の材質を削除する。次いで、図７（Ａ−３）に示す断面のように、例えば、レーザ光の１／４波長の高さを単位とした３つの層からなる階段構造によって、図７（Ａ−２）に示す断面を離散的に近似する。なお、一般に、波長の２−ｎ乗の高さを単位とした場合、階段構造の層数は、（ｎ−１）個となる。この図７（Ａ−３）に示したような断面を有する階段構造部が、回折光学素子部４２であり、もとの図７（Ａ−１）に示された断面を有するレンズと同等の機能を有することになる。
【０１０５】
図７（Ｂ）によれば、回折光学素子部４２は、集積面に平行に積層された環状の第１、第２及び第３の回折格子層４２０、４２１及び４２２が適切に積層されて、図７（Ａ−３）に相当する断面を有する積層体パターンとなっている。回折光学素子部４２の厚さは、その中心部において、レーザ光の波長以下に小さくすることができる。すなわち、回折光学素子部４２は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に薄く作り込むことができるので、光源ユニットの伝播の調整用として非常に適している。なお、同図の回折光学素子部４２は、上述したように、レーザ光の１／４波長の高さを単位とした場合であるが、当然、１／２波長、１／８波長等の高さを単位として回折光学素子部が形成されていてもよい。
【０１０６】
ここで、回折光学素子部４２の形成方法について説明する。図７（Ｂ）において、ユニット基板２３０の素子形成面２３０２上に形成された、例えば、スパッタリング法等を用いて形成されたＳｉＯ２からなる第１の伝播層４１ａ上に、例えば、スパッタリング法等を用いて所定の厚さを有するＴｉＯ２膜を形成する。次いで、このＴｉＯ２膜上に、例えばＮｉＦｅ等からなる所定のパターンを形成した後、このＮｉＦｅ等のパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたＲＩＥ法によるエッチング処理を行い、第１の回折格子層４２０を形成する。次いで、この第１の回折格子層４２０の形成方法と同様の方法を用いて、第２の回折格子層４２１及び第３の回折格子層４２２を順次積み重ねて形成することによって、回折光学素子部４２の形成を完了する。その後、形成された回折光学素子部４２を覆うように、例えば、スパッタリング法等を用いてＳｉＯ２膜を成膜し、その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法等を用いてこの膜面を平坦化して第２の伝播層４１ｂを形成することにより、伝播層４１の形成を完了する。
【０１０７】
図７（Ｃ）によれば、回折光学素子部は、第１の回折光学素子部６０と、第２の回折光学素子部６１との組み合わされた光学系となっている。第１の回折光学素子部６０は、レーザ光のトラック幅方向の広がりを調整する役割を担っており、接着面２３００（図２）に垂直な方向（図の紙面に垂直な方向）に伸長したパターンとなっている。第２の回折光学素子部６１は、レーザ光の接着面２３００に垂直な方向（図の紙面に垂直な方向）の広がりを調整する役割を担っており、トラック幅方向に伸長したパターンとなっている。このように、２つ、さらには３つ以上の回折光学素子部を組み合わせることによって、所望の形に伝播を調整されたレーザ光を得ることができる。
【０１０８】
図８は、本発明による光源ユニットについての他の実施形態を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【０１０９】
図８（Ａ）によれば、回折光学素子部７１は、伝播層７０に形成されてはいるが、図２の実施形態のようにレーザダイオード４０とプリズム部４３とを結ぶ光路上にはなく、レーザ光がプリズム部４３において全反射した後に達する光路上の位置に設けられている。この実施形態においても、伝播層７０の端面７００に達するレーザ光を、適切な方向、例えば、端面７００に垂直な方向を有する平行に揃えられた光とすることができる。
【０１１０】
図８（Ｂ）によれば、レーザダイオード７２は、その底面の電極がユニット基板２３０の素子形成面２３０２に電気的に接続された状態で固定されている。その結果、この底面の電極は、ユニット基板のユニット上面２３０１に形成された駆動端子電極７６と導通している。レーザダイオード７２の他方の電極は、伝播層７３に形成されたバンプを介して駆動端子電極７５と導通している。レーザ光は、レーザダイオード７２の出光端７２０から伝播層７３の端面７３０に向かって放射され、伝播層７３に形成された回折光学素子部７４を通過して平行に揃えられる。すなわち、この実施形態においても、伝播層７３の端面７３０に達するレーザ光を、適切な方向、例えば、端面７３０に垂直な方向を有する平行に揃えられた光とすることができる。
【０１１１】
図８（Ｃ）によれば、この実施形態においては、図２の実施形態のようにプリズム部は存在せず、伝播層７７に、光路変更部としてのグレーチングカプラ（Grating Coupler）部７８が設けられている。グレーチングカプラ部７８は、レーザダイオード４０から放射されて回折光学素子部４２を通過して平行に揃えられたレーザ光を、自身の受光部７８０で受け取って、その進行方向を９０°だけ曲げて変更させる。ここで、コア層７８１が素子形成面２３０２に平行に伸長していて伝播層７７の端面７７０に垂直に達している場合、この進行方向が変更されたレーザ光は、コア層７８１内を伝播し、伝播層７７の端面７７０に垂直であって平行に揃えられた光となる。このようにグレーチングカプラ部を光路変更部に採用した実施形態においても、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。なお、グレーチングカプラ部の構成は、後に、別の図面を用いて詳細に説明する。
【０１１２】
図８（Ｄ）によれば、伝播層７９には、レンズ部及び光路変更部としてのグレーチングカプラ部８０のみが設けられている。レーザダイオード４０から放射されたレーザ光は、グレーチングカプラ部８０の受光部８００に受け取られた後、この受光部８００において平行に揃えられて、さらに、進行方向を９０°だけ曲げて変更させられる。その結果、伝播層７９の端面７９０に垂直であって平行に揃えられたレーザ光を得ることができる。このようにグレーチングカプラ部を、レンズ部及び光路変更部として用いた実施形態においても、他に回折光学素子部等を設けることなく、適切な方向を有する平行に揃えられたレーザ光を得ることが可能となる。
【０１１３】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、グレーチングカプラ部７８の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【０１１４】
図９（Ａ）によれば、グレーチングカプラ部７８は、受光部７８０と、コア層７８１と、第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３とを備えている。受光部７８０は、例えば、ＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２.３〜２.５５）等からなる所定の微細パターンの層である第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２が、第１のクラッド層７８２中に所定の間隔をおいて順次積層された構成となっている。コア層７８１は、例えば、屈折率がｎ＝１.５１に調整されたＳｉＯ２等から形成されており、素子形成面２３０２に平行に伸長していて、その端７８１ａが伝播層７７の端面７７０に垂直に達している。第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３は、例えば、屈折率がコア層よりも小さなｎ＝１.４６に調整されたＳｉＯ２等から形成されており、両層によって受光部７８０及びコア層７８１を挟み込んだ位置に形成されている。なお、この第１及び第２のクラッド層７８２及び７８３の代わりに、伝播層７７が兼用されてもよい。この場合、伝播層７７の屈折率は、受光部７８０及びコア層７８１の屈折率よりも小さく設定されることになる。
【０１１５】
図９（Ｂ）によれば、受光部７８０の第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２は、それぞれトラック幅方向（図の紙面に垂直な方向）に伸長した矩形の断面を有するパターンであり、入射するレーザ光の波長に応じた大きさ及び位置関係を有している。図９（Ｂ）には、入射するレーザ光の波長が６５０ｎｍである場合の断面の寸法例を示している。
【０１１６】
同図によれば、第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２のパターンはそれぞれ、０.４３０μｍの周期をもって数十個程度配置された、所定の大きさを有する矩形の断面を有しており、第２及び第３の受光層の同図における矩形の左側面位置が、第１の受光層の矩形断面の左側面位置に比べて、順次、０.０９９μｍ及び０.１８７μｍだけ左方向にずれている。また、第１及び第２の受光層の層間距離は、０.０３０μｍであり、第２及び第３の受光層の層間距離は、０.０８７μｍである。さらに、第１、第２及び第３の受光層７８００、７８０１及び７８０２の矩形断面の大きさ（同図における縦×横）はそれぞれ、０.０９６μｍ×０.０６８μｍ、０.１５１μｍ×０.０３０μｍ、０.０８８μｍ×０.３４３μｍである。なお、コア層７８１の厚さは、例えば、１〜３μm程度とすることができる。
【０１１７】
以上に述べた構成を有するグレーチングカプラ部７８を光路変更部として用いることによって、受光部７８０に入射したレーザ光８１（図９（Ａ））の進行方向を９０°曲げて、このレーザ光をコア層７８１内に伝播させ、伝播層７７の端面７７０に垂直であって平行に揃えられたレーザ光８２（図９（Ａ））として出射させることができる。ここで、入射したレーザ光８１と出射したレーザ光８２との出力比を６０〜８０％程度にまで高めることが可能である。また、グレーチングカプラ部は、薄膜微細加工技術を用いて平面状に小さく作り込むことができるので、光源ユニットの光路変更部として非常に適していることが理解される。また、受光部を構成する各受光層に、コリメータとしての効果を奏する構造を取り入れてやれば、図８（Ｄ）に示した、レンズ部及び光路変更部を兼ねたグレーチングカプラ部８０が得られる。
【０１１８】
図１０は、図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
【０１１９】
図１０において、９０は制御ＬＳＩ、９１は、制御ＬＳＩ９０から記録データを受け取るライトゲート、９２はライト回路、９３は、レーザダイオード４０に供給する動作電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、９５は、ＭＲ効果素子３３へセンス電流を供給する定電流回路、９６は、ＭＲ効果素子３３の出力電圧を増幅する増幅器、９７は、制御ＬＳＩ９０に対して再生データを出力する復調回路、９８は温度検出器、９９は、レーザダイオード４０の制御回路をそれぞれ示している。
【０１２０】
制御ＬＳＩ９０から出力される記録データは、ライトゲート９１に供給される。ライトゲート９１は、制御ＬＳＩ９０から出力される記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路９２へ供給する。ライト回路９２は、この記録データに従ってコイル層３４２に書き込み電流を流し、電磁コイル素子３４により磁気ディスク上に書き込みを行う。
【０１２１】
制御ＬＳＩ９０から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路９５からＭＲ積層体３３２に定電流が流れる。このＭＲ効果素子３３により再生された信号は増幅器９６で増幅された後、復調回路９７で復調され、得られた再生データが制御ＬＳＩ９０に出力される。
【０１２２】
レーザ制御回路９９は、制御ＬＳＩ９０から出力されるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流制御信号を受け取る。このレーザＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、発振しきい値以上の動作電流がレーザダイオード４０に印加される。この際の動作電流値は、動作電流制御信号に応じた値に制御される。制御ＬＳＩ９０は、記録再生動作とのタイミングに応じてレーザＯＮ／ＯＦＦ信号を発生させ、温度検出器９８による磁気ディスクの記録層の温度測定値等を考慮し、ＲＯＭ９３内の制御テーブルに基づいて、動作電流値制御信号の値を決定する。
【０１２３】
ここで、制御テーブルは、発振しきい値及び光出力−動作電流特性の温度依存性のみならず、動作電流値と熱アシスト作用を受けた記録層の温度上昇分との関係、及び保磁力の温度依存性についてのデータも含む。このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号及び動作電流値制御信号系を設けることによって、単純に記録動作に連動したレーザダイオード４０への通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【０１２４】
実際、既に述べたように、スライダ２２において近接場光発生部３６を設けずに、導波路層３５からのレーザ光を、磁気ディスクに直接照射して加熱する場合、例えば、磁気ディスクの記録層の温度が室温以下の所定値である場合にのみ、レーザダイオード４０に通電し、レーザ光によって磁気ディスクを加熱して、少なくとも室温時の保磁力ＨＣを維持することも好ましい。また、レーザダイオード４０に常時通電し、レーザ光を磁気ディスクに常時照射して磁気ディスクを１００℃以上の高温に維持することも好ましい。なお、これらの場合、磁気記録は、磁気ドミネント方式であり、書き込みの主体は電磁コイル素子３４となる。
【０１２５】
さらに、近接場光発生部３６が設けられている場合において、少なくとも書き込み動作時又はその直前においてレーザダイオード４０に通電することが好ましいが、書き込み動作及び読み出し動作のシーケンスにおいて、所定の期間だけ通電することも可能である。なお、この場合、磁気記録は、例えば、光ドミネント方式とすることが可能であり、書き込みの主体は近接場光発生部３６となる。
【０１２６】
なお、記録再生及び発光制御回路１３の回路構成は、図１０に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定してもよい。
【０１２７】
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】
【０１２８】
【図１】本発明による磁気ディスク装置及びＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示した薄膜磁気ヘッドの要部の構成を概略的に示す、図２のＡ−Ａ線断面図、及び磁気ヘッド素子及び近接場光発生部のスライダ端面における端の形状を示す平面図である。
【図４】導波路層の先細りした部分及び近接場光発生部の形成方法の一実施形態を説明する平面図及び断面図である。
【図５】本発明による光源ユニット及び薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を示す概略図である。
【図６】レーザダイオードの構成、及びレーザダイオードのユニット基板への搭載方法を示す概略図である。
【図７】回折光学素子部の原理を説明するための概略図、及び回折光学素子部を含む伝播層の、光源ユニットのユニット上面に平行な面による断面図である。
【図８】本発明による光源ユニットについての他の実施形態を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【図９】グレーチングカプラ部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面図である。
【図１０】図１に示した磁気ディスク装置の記録再生及び発光制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発光制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０ サスペンション
２００ ロードビーム
２０１ フレクシャ
２０２ ベースプレート
２０３ 配線部材
２１ 薄膜磁気ヘッド
２２ スライダ
２２０ スライダ基板
２２００ ＡＢＳ
２２０１ 背面
２２０２ 集積面
２２１、２２２ スライダ端面
２３ 光源ユニット
２３０ ユニット基板
２３００ 接着面
２３０１ ユニット上面
２３０２ 素子形成面
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ効果素子
３３０ 下部シールド層
３３２ ＭＲ積層体
３３４ 上部シールド層
３４ 電磁コイル素子
３４０ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４ 補助磁極層
３５ 導波路層
３５０ 集光面
３５１ 側面
３５２ 端面
３６ 近接場光発生部
３６０ 対向金属層
３６１ 近接場光ギャップ部
３７ 信号端子電極
３８ 被覆層
３９ レーザ光
４０ レーザダイオード
４００ 出光端
４１ 伝播層
４１０ 端面
４２、６０、６１ 回折光学素子部
４３ プリズム部
４３０ 反射面
４４０、４４１ 駆動端子電極
４５ ユニットウエハ
４６ ユニット加工バー
４７ スライダ加工バー
４８ 素子間シールド層
５０、５１ 反射膜
５２ ＡｕＳｎ合金
７８、８０ グレーチングカプラ部
７８０ 受光部
７８１ コア層
７８２、７８３ クラッド層
８１、８２ レーザ光
９０ 制御ＬＳＩ
９１ ライトゲート
９２ ライト回路
９３ ＲＯＭ
９５ 定電流回路
９６ 増幅器
９７ 復調回路
９８ 温度検出器
９９ レーザ制御回路
１０００ 下地
１００１ 誘電体膜
１００２、１００４ レジストパターン
１００３ 導電膜
１００５ バックフィル誘電体膜
１００６、１００７ 導波路部
１００８ カバー誘電体膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダの浮上面とは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、該ユニット基板に設けられた光源と、該ユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており該光源から放射された光の光路を含む伝播層と、該伝播層に設けられており該光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えていることを特徴とする熱アシスト磁気記録用の光源ユニット。
【請求項２】
前記伝播層に設けられており、前記光を該伝播層の接着面側の端面に向けさせるための光路変更部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記光路変更部が、前記光が前記レンズ部を通過した後に達する光路上の位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記光路変更部が、前記ユニット基板の素子形成面に対して斜めに形成された、前記伝播層の層面を反射面としたプリズム部であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記光路変更部が、グレーチングカプラ部であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記レンズ部が、回折光学素子部であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記光の伝播を調整し、さらに該光を前記伝播層の接着面側の端面に向けさせるための、前記レンズ部及び前記光路変更部を兼ね備えたグレーチングカプラ部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記光源が、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記ユニット基板が導電性を有しており、前記レーザダイオードの底面をなす電極が、該ユニット基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記レーザダイオードが、前記ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されていて素子形成面に及んでいる堀込みに設けられており、該レーザダイオードの出光端が該ユニット基板に遮られずに露出していることを特徴とする請求項８又は９に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記ユニット基板の接着面とは反対側の面に、前記レーザダイオード用の少なくとも１つの駆動端子電極が設けられていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記伝播層の接着面側の端面から放射される光が、接着面に垂直な方向を有する平行に揃えられた光であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１３】
切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源ユニットとなることを特徴とするユニット加工バー。
【請求項１４】
前記浮上面及び該浮上面に垂直な集積面を有するスライダ基板と、該集積面に形成された磁気ヘッド素子と、前記光を該浮上面とは反対側の自身の端面から受け入れて該浮上面側のスライダ端面に向けて伝播させるための導波路層と、該磁気ヘッド素子及び該導波路層を覆うように該集積面上に形成された被覆層とを備えたスライダと、
前記スライダの浮上面とは反対側の面に前記接着面を接面させており、前記伝播層の接着面側の端面から放射された光が、前記導波路層を伝播して前記浮上面側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源ユニットと
を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１５】
前記磁気ヘッド素子が、データ信号の読み出し用の磁気抵抗効果素子とデータ信号の書き込み用の電磁コイル素子とを備えており、前記導波路層が、該磁気抵抗効果素子と該電磁コイル素子との間を通して設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記導波路層が、平行に揃えられた光が浮上面とは反対側の自身の端面から入射した場合に、反射によって該導波路層の浮上面側の端面に集光するような、ともに放物線に沿って湾曲したトラック幅方向において対向する２つの側面を有していることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１７】
前記スライダが、前記導波路層の浮上面側の端面に接した位置又は該端面に近接した位置に設けられており、近接場光を発生させてデータ信号の書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、浮上面側のスライダ端面に達した端を有する近接場光発生部をさらに備えていることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記近接場光発生部が、蝶ネクタイ型であることを特徴とする請求項１７に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１９】
請求項１４から１８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、前記磁気ヘッド素子のための信号線と、前記光源用の電力供給線とを備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、前記光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１】
スライダの浮上面とは反対側の面に接着される接着面を有するユニット基板と、該ユニット基板に設けられた光源と、該ユニット基板の接着面とは垂直な素子形成面上に設けられており該光源から放射された光の光路を含む伝播層と、該伝播層に設けられており該光源から放射された光の伝播を調整するためのレンズ部とを備えていることを特徴とする熱アシスト磁気記録用の光源ユニット。
【請求項２】
前記伝播層に設けられており、前記光を該伝播層の接着面側の端面に向けさせるための光路変更部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記光路変更部が、前記光が前記レンズ部を通過した後に達する光路上の位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記光路変更部が、前記ユニット基板の素子形成面に対して斜めに形成された、前記伝播層の層面を反射面としたプリズム部であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記光路変更部が、グレーチングカプラ部であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記レンズ部が、回折光学素子部であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記光の伝播を調整し、さらに該光を前記伝播層の接着面側の端面に向けさせるための、前記レンズ部及び前記光路変更部を兼ね備えたグレーチングカプラ部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記光源が、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記ユニット基板が導電性を有しており、前記レーザダイオードの底面をなす電極が、該ユニット基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記レーザダイオードが、前記ユニット基板の接着面とは反対側の面に形成されていて素子形成面に及んでいる堀込みに設けられており、該レーザダイオードの出光端が該ユニット基板に遮られずに露出していることを特徴とする請求項８又は９に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記ユニット基板の接着面とは反対側の面に、前記レーザダイオード用の少なくとも１つの駆動端子電極が設けられていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記伝播層の接着面側の端面から放射される光が、接着面に垂直な方向を有する平行に揃えられた光であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１３】
切断分離されることによって、分離後の個々のチップが、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源ユニットとなることを特徴とするユニット加工バー。
【請求項１４】
前記浮上面及び該浮上面に垂直な集積面を有するスライダ基板と、該集積面に形成された磁気ヘッド素子と、前記光を該浮上面とは反対側の自身の端面から受け入れて該浮上面側のスライダ端面に向けて伝播させるための導波路層と、該磁気ヘッド素子及び該導波路層を覆うように該集積面上に形成された被覆層とを備えたスライダと、
前記スライダの浮上面とは反対側の面に前記接着面を接面させており、前記伝播層の接着面側の端面から放射された光が、前記導波路層を伝播して前記浮上面側のスライダ端面に達するように位置を合わせて固定されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源ユニットと
を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１５】
前記磁気ヘッド素子が、データ信号の読み出し用の磁気抵抗効果素子とデータ信号の書き込み用の電磁コイル素子とを備えており、前記導波路層が、該磁気抵抗効果素子と該電磁コイル素子との間を通して設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記導波路層が、平行に揃えられた光が浮上面とは反対側の自身の端面から入射した場合に、反射によって該導波路層の浮上面側の端面に集光するような、ともに放物線に沿って湾曲したトラック幅方向において対向する２つの側面を有していることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１７】
前記スライダが、前記導波路層の浮上面側の端面に接した位置又は該端面に近接した位置に設けられており、近接場光を発生させてデータ信号の書き込みの際に磁気記録媒体を加熱するための、浮上面側のスライダ端面に達した端を有する近接場光発生部をさらに備えていることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記近接場光発生部が、蝶ネクタイ型であることを特徴とする請求項１７に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１９】
請求項１４から１８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構と、前記磁気ヘッド素子のための信号線と、前記光源用の電力供給線とを備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するとともに、前記光源の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３３５０２７（Ｐ２００７−３３５０２７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７４１４（Ｐ２００６−１６７４１４）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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