近接場光デバイスの製造方法および近接場光デバイス
【課題】量産化に適した近接場光デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】近接場光デバイスの製造方法は、基板（３０）に光源層（２１、２２、２３）を形成するステップと、光源層上に量子ドット層（１２、１３）を形成するステップと、形成した量子ドット層の一部を除去し、近接場光発生部（１０）を形成するステップと、形成した近接場光発生部の周囲を光源層の一部に至るまで除去するステップと、除去した光源層の表面に電極（４４）を形成するステップと、を備える。
【解決手段】近接場光デバイスの製造方法は、基板（３０）に光源層（２１、２２、２３）を形成するステップと、光源層上に量子ドット層（１２、１３）を形成するステップと、形成した量子ドット層の一部を除去し、近接場光発生部（１０）を形成するステップと、形成した近接場光発生部の周囲を光源層の一部に至るまで除去するステップと、除去した光源層の表面に電極（４４）を形成するステップと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、HAMR（熱アシスト磁気記録: Heat Assisted Magnetic Recording）、SNOM（走査型近接場光学顕微鏡：Scanning Near Field Optical Microscope)等の近接場光の微小スポットを利用する近接場光デバイス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接場光を利用した、光の回折限界を超えたナノスケールの微小光スポットの利用例として、例えば、近接場光を磁気記録媒体の昇温するための光源として用いる熱アシスト磁気記録（特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
また、近年の半導体微細加工技術の進歩により、量子力学的効果を利用し、単一電子を制御することにより電子の粒子性を極限まで利用するナノスケールの量子ドットが注目されている。たとえば、量子ドットのサイズを適切に制御する製造方法（特許文献２参照）、および、積層された量子ドットを利用した近接場集光器が提案されている（特許文献３参照）。さらに、面発光レーザにより近接場光を生成し、この近接場光を用いた光ヘッドにて高密度記録を可能にする取り組みも提案されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４５００４号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１６０１号公報
【特許文献３】特開２００６−０８０４５９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】微小共振器面発光レーザによる近接場光生成（電子情報通信学会論文誌 C Vol.J83-C No.9 pp.826-834 2000年9月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近接場光デバイスの近接場光を発生する部分（以下、“近接場光発生部”と称する）のサイズは、ナノオーダーと大変小さい。従って、かかる近接場光発生部に光を出射する光源と、近接場光発生部と、が一体になった近接場光デバイスを量産形成することは困難性が極めて高いという課題がある。
【０００７】
特に、光源として面発光レーザを用い、かかる面発光レーザ上に近接場光発生部を形成した場合、近接場光発生部の回りを取り巻くように配置される面発光レーザの電極が邪魔をして、近接場光発光部の先端を対象物である磁気記録媒体の表面に近接させることができず、高密度記録を達成できないという課題が発生した。
【０００８】
本発明は、例えば上記課題に鑑みてなされたものであり、量産化に適し、更に高密度記録を達成することができる近接場光デバイスの製造方法および近接場光デバイスを提供することをその目的・課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の近接場光デバイスの製造方法は、基板に光源層を形成するステップと、光源上に量子ドットを含む近接場光発生部を形成するステップと、形成した前記近接場光発生部の周囲を前記光源層の一部に至るまで除去するステップと、除去した光源層の表面に電極を形成するステップと、を備える。
【００１０】
また、本発明の近接場光デバイスは、基板と、基板上に形成され、第一の面と当該第一の面より低い位置となる第二の面とを備える光源層と、第一の面上に形成された近接場光発生部と、前記第二の面上に形成された電極と、を備える。
【００１１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る近接場光デバイスの製造方法の一工程を示す工程断面図である。
【図３】図２の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図４】図３の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図５】図４の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図６】図５の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る近接場光デバイスの製造方法の一工程を示す工程断面図である。
【図１０】図９の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図１１】図１０の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図１２】第２実施形態の変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の近接場光デバイスに係る実施形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下の図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００１４】
＜第１実施形態＞
本発明の近接場光デバイスに係る第１実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１５】
（近接場光デバイスの構成）
先ず、本実施形態に係る近接場光デバイスの構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【００１６】
図１において、近接場光デバイス１００は、ｎ−ＧａＡｓ基板３０と、該ｎ−ＧａＡｓ基板３０の下面に形成された下部電極４２と、該ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上面に積層された光源２０と、該光源２０の上に積層された近接場光発生部１０と、該光源２０の上面に形成された上部電極４１と、を備えて構成されている。尚、ｎ−ＧａＡｓ基板３０は、ｐ−ＧａＡｓ基板であってもよい。
【００１７】
近接場光発生部１０は、ＧａＡｓ基板１１と、該ＧａＡｓ基板１１の上に積層された量子ドット層１２と、該量子ドット層１２の上に積層された量子ドット層１３と、該量子ドット層１３の上に形成された金属端１４と、を備えて構成されている。
【００１８】
光源２０は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ：垂直共振器面発行レーザ）である。ＶＣＳＥＬの構成は当業者にとって周知であるため、ここでは詳述しない。光源２０は、上部ミラー層２２、発光層２１及び下部ミラー層２３を備えて構成されている。光源２０の動作時には、上部電極４１及び下部電極４２間に電力が供給される。
【００１９】
（近接場光デバイスの製造方法）
次に、本実施形態に係る近接場光デバイス１００の製造方法について、図２乃至図６を参照して説明する。
【００２０】
図２において、ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上に、下部ミラー層２３、発光層２１及び上部ミラー層２２が、この順番で積層される。次に、図３に示すように、上部ミラー層２２の上に、ＧａＡｓ基板１１、量子ドット層１２、量子ドット層１３及び金属層１５が、この順番で積層される。
【００２１】
次に、金属層１５の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて金属層１５にエッチング等が施されることにより、図４に示すように金属端１４が形成される。次に、金属端１４を覆うように量子ドット層１３の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて量子ドット層１３、量子ドット層１２及びＧａＡｓ基板１１に対してエッチング等が施されることにより、図５に示すように近接場光発生部１０が形成される。
【００２２】
次に、近接場光発生部１０を覆うように上部ミラー層２２の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて上部ミラー層２２、発光層２１及び下部ミラー層２３に対してエッチング等が施されることにより、図６に示すように光源２０が形成される。その後、上部ミラー層２２の上に上部電極４１が形成される（図１参照）。尚、下部電極４２は、典型的には、図２に示した工程以前に形成される。また、上部電極４１及び下部電極４２は、例えば金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等により構成されている。
【００２３】
上述した製造方法によれば、近接場光発生部１０と光源２０とが一体に形成された近接場光デバイス１００を、比較的容易にして量産することができる。
【００２４】
＜第１変形例＞
図６に示した工程において、図７に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０に対してもエッチング等が施されてもよい。
【００２５】
＜第２変形例＞
或いは、図６に示した工程において、図８に示すように、上部ミラー層２２がテーパー状となるようにエッチング等が施されてもよい。この場合、発光層２１の上面に、例えばＳｉＯ２等からなる酸化被膜６０が形成された後に、上部電極４５が形成される。
【００２６】
＜第２実施形態＞
本発明の近接場光デバイスに係る第２実施形態を、図９乃至図１１を参照して説明する。第２実施形態では、近接場光デバイスの構成が一部異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図９乃至図１１を参照して説明する。
【００２７】
（近接場光デバイスの製造方法）
本実施形態では、近接場光発生部１０が形成された後（図５参照）、近接場光発生部１０を覆うように上部ミラー層２２の上に所定のマスク５０が形成され、該形成されたマスク５０を用いて上部ミラー層２２に対してエッチング等が施されることにより、図９に示すように、発光層２１の上面が露出される。
【００２８】
次に、露出された発光層２１の上面に、例えばＳｉＯ２等からなる酸化被膜６０が形成される。続いて、図１０に示すように、該形成された酸化被膜６０の上に、例えば金等からなる金属膜４３が形成される。
【００２９】
次に、マスク５０が剥離された後に、所定のマスクを用いて金属膜４３、酸化被膜６０、発光層２１及び下部ミラー層２３に対してエッチング等が施されることにより、図１１に示すように、上部電極４４等が形成される。
【００３０】
＜変形例＞
図１１に示した工程において、図１２に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０に対してもエッチング等が施されてもよい。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う近接場光デバイスの製造方法および近接場光デバイスもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…近接場光発生部、２０…光源、２１…発光層、２２…上部ミラー層、２３…下部ミラー層、４１…上部電極、４２…下部電極、１００…近接場光デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、HAMR（熱アシスト磁気記録: Heat Assisted Magnetic Recording）、SNOM（走査型近接場光学顕微鏡：Scanning Near Field Optical Microscope)等の近接場光の微小スポットを利用する近接場光デバイス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接場光を利用した、光の回折限界を超えたナノスケールの微小光スポットの利用例として、例えば、近接場光を磁気記録媒体の昇温するための光源として用いる熱アシスト磁気記録（特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
また、近年の半導体微細加工技術の進歩により、量子力学的効果を利用し、単一電子を制御することにより電子の粒子性を極限まで利用するナノスケールの量子ドットが注目されている。たとえば、量子ドットのサイズを適切に制御する製造方法（特許文献２参照）、および、積層された量子ドットを利用した近接場集光器が提案されている（特許文献３参照）。さらに、面発光レーザにより近接場光を生成し、この近接場光を用いた光ヘッドにて高密度記録を可能にする取り組みも提案されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４５００４号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１６０１号公報
【特許文献３】特開２００６−０８０４５９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】微小共振器面発光レーザによる近接場光生成（電子情報通信学会論文誌 C Vol.J83-C No.9 pp.826-834 2000年9月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近接場光デバイスの近接場光を発生する部分（以下、“近接場光発生部”と称する）のサイズは、ナノオーダーと大変小さい。従って、かかる近接場光発生部に光を出射する光源と、近接場光発生部と、が一体になった近接場光デバイスを量産形成することは困難性が極めて高いという課題がある。
【０００７】
特に、光源として面発光レーザを用い、かかる面発光レーザ上に近接場光発生部を形成した場合、近接場光発生部の回りを取り巻くように配置される面発光レーザの電極が邪魔をして、近接場光発光部の先端を対象物である磁気記録媒体の表面に近接させることができず、高密度記録を達成できないという課題が発生した。
【０００８】
本発明は、例えば上記課題に鑑みてなされたものであり、量産化に適し、更に高密度記録を達成することができる近接場光デバイスの製造方法および近接場光デバイスを提供することをその目的・課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の近接場光デバイスの製造方法は、基板に光源層を形成するステップと、光源上に量子ドットを含む近接場光発生部を形成するステップと、形成した前記近接場光発生部の周囲を前記光源層の一部に至るまで除去するステップと、除去した光源層の表面に電極を形成するステップと、を備える。
【００１０】
また、本発明の近接場光デバイスは、基板と、基板上に形成され、第一の面と当該第一の面より低い位置となる第二の面とを備える光源層と、第一の面上に形成された近接場光発生部と、前記第二の面上に形成された電極と、を備える。
【００１１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る近接場光デバイスの製造方法の一工程を示す工程断面図である。
【図３】図２の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図４】図３の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図５】図４の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図６】図５の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る近接場光デバイスの製造方法の一工程を示す工程断面図である。
【図１０】図９の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図１１】図１０の工程に続く工程を示す工程断面図である。
【図１２】第２実施形態の変形例に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の近接場光デバイスに係る実施形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下の図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００１４】
＜第１実施形態＞
本発明の近接場光デバイスに係る第１実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１５】
（近接場光デバイスの構成）
先ず、本実施形態に係る近接場光デバイスの構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る近接場光デバイスの構造を示す図である。
【００１６】
図１において、近接場光デバイス１００は、ｎ−ＧａＡｓ基板３０と、該ｎ−ＧａＡｓ基板３０の下面に形成された下部電極４２と、該ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上面に積層された光源２０と、該光源２０の上に積層された近接場光発生部１０と、該光源２０の上面に形成された上部電極４１と、を備えて構成されている。尚、ｎ−ＧａＡｓ基板３０は、ｐ−ＧａＡｓ基板であってもよい。
【００１７】
近接場光発生部１０は、ＧａＡｓ基板１１と、該ＧａＡｓ基板１１の上に積層された量子ドット層１２と、該量子ドット層１２の上に積層された量子ドット層１３と、該量子ドット層１３の上に形成された金属端１４と、を備えて構成されている。
【００１８】
光源２０は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ：垂直共振器面発行レーザ）である。ＶＣＳＥＬの構成は当業者にとって周知であるため、ここでは詳述しない。光源２０は、上部ミラー層２２、発光層２１及び下部ミラー層２３を備えて構成されている。光源２０の動作時には、上部電極４１及び下部電極４２間に電力が供給される。
【００１９】
（近接場光デバイスの製造方法）
次に、本実施形態に係る近接場光デバイス１００の製造方法について、図２乃至図６を参照して説明する。
【００２０】
図２において、ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上に、下部ミラー層２３、発光層２１及び上部ミラー層２２が、この順番で積層される。次に、図３に示すように、上部ミラー層２２の上に、ＧａＡｓ基板１１、量子ドット層１２、量子ドット層１３及び金属層１５が、この順番で積層される。
【００２１】
次に、金属層１５の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて金属層１５にエッチング等が施されることにより、図４に示すように金属端１４が形成される。次に、金属端１４を覆うように量子ドット層１３の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて量子ドット層１３、量子ドット層１２及びＧａＡｓ基板１１に対してエッチング等が施されることにより、図５に示すように近接場光発生部１０が形成される。
【００２２】
次に、近接場光発生部１０を覆うように上部ミラー層２２の上に所定のマスクが形成され、該形成されたマスクを用いて上部ミラー層２２、発光層２１及び下部ミラー層２３に対してエッチング等が施されることにより、図６に示すように光源２０が形成される。その後、上部ミラー層２２の上に上部電極４１が形成される（図１参照）。尚、下部電極４２は、典型的には、図２に示した工程以前に形成される。また、上部電極４１及び下部電極４２は、例えば金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等により構成されている。
【００２３】
上述した製造方法によれば、近接場光発生部１０と光源２０とが一体に形成された近接場光デバイス１００を、比較的容易にして量産することができる。
【００２４】
＜第１変形例＞
図６に示した工程において、図７に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０に対してもエッチング等が施されてもよい。
【００２５】
＜第２変形例＞
或いは、図６に示した工程において、図８に示すように、上部ミラー層２２がテーパー状となるようにエッチング等が施されてもよい。この場合、発光層２１の上面に、例えばＳｉＯ２等からなる酸化被膜６０が形成された後に、上部電極４５が形成される。
【００２６】
＜第２実施形態＞
本発明の近接場光デバイスに係る第２実施形態を、図９乃至図１１を参照して説明する。第２実施形態では、近接場光デバイスの構成が一部異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図９乃至図１１を参照して説明する。
【００２７】
（近接場光デバイスの製造方法）
本実施形態では、近接場光発生部１０が形成された後（図５参照）、近接場光発生部１０を覆うように上部ミラー層２２の上に所定のマスク５０が形成され、該形成されたマスク５０を用いて上部ミラー層２２に対してエッチング等が施されることにより、図９に示すように、発光層２１の上面が露出される。
【００２８】
次に、露出された発光層２１の上面に、例えばＳｉＯ２等からなる酸化被膜６０が形成される。続いて、図１０に示すように、該形成された酸化被膜６０の上に、例えば金等からなる金属膜４３が形成される。
【００２９】
次に、マスク５０が剥離された後に、所定のマスクを用いて金属膜４３、酸化被膜６０、発光層２１及び下部ミラー層２３に対してエッチング等が施されることにより、図１１に示すように、上部電極４４等が形成される。
【００３０】
＜変形例＞
図１１に示した工程において、図１２に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０に対してもエッチング等が施されてもよい。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う近接場光デバイスの製造方法および近接場光デバイスもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…近接場光発生部、２０…光源、２１…発光層、２２…上部ミラー層、２３…下部ミラー層、４１…上部電極、４２…下部電極、１００…近接場光デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に光源層を形成するステップと、
前記形成された光源上に量子ドットを含む近接場光発生部を形成するステップと、
前記形成された近接場光発生部の周囲を前記光源層の一部に至るまで除去するステップと、
前記除去した光源層の表面に電極を形成するステップと、
を備えることを特徴とする近接場光デバイスの製造方法。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成され、第一の面と当該第一の面より低い位置となる第二の面とを備える光源層と、
前記第一の面上に形成された近接場光発生部と、
前記第二の面上に形成された電極と、
を備えることを特徴とする近接場光デバイス。
【請求項１】
基板に光源層を形成するステップと、
前記形成された光源上に量子ドットを含む近接場光発生部を形成するステップと、
前記形成された近接場光発生部の周囲を前記光源層の一部に至るまで除去するステップと、
前記除去した光源層の表面に電極を形成するステップと、
を備えることを特徴とする近接場光デバイスの製造方法。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成され、第一の面と当該第一の面より低い位置となる第二の面とを備える光源層と、
前記第一の面上に形成された近接場光発生部と、
前記第二の面上に形成された電極と、
を備えることを特徴とする近接場光デバイス。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−２５８３０（Ｐ２０１３−２５８３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７１０５（Ｐ２０１１−１５７１０５）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（５０３２１３２９１）パイオニア・マイクロ・テクノロジー株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（５０３２１３２９１）パイオニア・マイクロ・テクノロジー株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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