近接場光発生部を備えた薄膜磁気ヘッド
【課題】熱アシスト磁気記録において、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去がなく、所定のトラックのみに確実に書き込みが行われる薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】媒体対向面及び媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、発生端が磁極端に近接していて磁極端のリーディング側に位置しており、発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【解決手段】媒体対向面及び媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、発生端が磁極端に近接していて磁極端のリーディング側に位置しており、発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号磁界の書き込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッド、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。特に、本発明は、近接場光を利用して熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッド、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信号データが読み書きされる。
【０００３】
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、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となり飛躍的に向上する。
【０００６】
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が、書き込み磁界印加の直前に、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。この方式は光磁気記録方式と一見類似しているが、光磁気記録方式は空間分解能を光に持たせているのに対し、熱アシスト磁気記録方式は空間分解能を磁界に持たせている。
【０００７】
従来、提案されている熱アシスト磁気記録方式として、例えば、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を用いる光記録方式に関する技術が開示されている。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を利用し、光磁気ディスクに超微細な光ビームスポットで超微細な磁区信号を記録する技術が開示されている。さらに、特許文献３においては、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技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４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、特許文献５には、レーザ光源を備えた記録再生ヘッドにおいて、記録用磁気ヘッドの磁極の幅ＷＷとレーザ光源により加熱される幅ＴＷＷとの関係が規定されている。
【０００９】
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を用いて近接場光と磁界とを発生させ、７０ｎｍ程度のトラック幅を有する記録パターンを形成する技術が開示されている。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を有する光加熱素子が開示されている。一方、光の導入に光ファイバを用いる例として、特許文献６においては、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７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】
以上に記載した技術のうち、光ファイバ等からのレーザ光を、近接場光の発生手段に照射することにより近接場光を発生させて、この近接場光によって媒体を加熱する方法は、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ことから、非常に有望と考えられる。
【００１１】
【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２００１−２８３４０４号公報
【特許文献４】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献５】国際公開第０１／０６４９８号パンフレット
【特許文献６】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献７】特表２００２−５１１１７６号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi等 ”Near-field Assisted Magnetic Recording” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.４１,NO.１０, 第２８１７頁〜第２８２１頁, ２００５年
【非特許文献２】庄野敬二，押木満雅 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌，VOL.２９,NO.１, 第５頁〜第１３頁，２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した近接場光発生手段を、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合、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や消去がなされる不都合が生じ得るという問題が発生していた。
【００１３】
一般に、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいて、主磁極端のヘッド端面における形状は、トレーリング側に長辺を有する台形となっている。すなわち、主磁極端の形状の側面には、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、書き込み対象であるトラックに隣接したトラック（隣接トラック）に不要な書き込みや消去等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。しかしながら、近接場光発生手段をこの垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合、このヘッド端面における近接場光発生手段の端の位置及び形状によっては、このスキュー角の影響によって、近接場光発生手段から発生する近接場光が、隣接トラックにも及んでしまい、主磁極端の位置及び形状によっては、この隣接トラックに不要な書き込みや消去を行ってしまう場合も生じ得る。
【００１４】
これに対して、上述した特許文献５においては、記録用磁気ヘッドの磁極の幅ＷＷとレーザ光源により加熱される幅ＴＷＷとの関係を規定し、記録用磁気ヘッドと再生素子とのトラックに対する追従ずれを無くしている。しかしながら、この技術は、特に主磁極を有する垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを対象とはしていない。このように、従来、熱アシスト磁気記録方式を垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合に生じる上述した特有の問題に対しては、明確かつ十分な対処法が打ち出されてこなかった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、熱アシスト磁気記録において、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去がなく、所定のトラックのみに確実に書き込みが行われる薄膜磁気ヘッド、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。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、十分な量の近接場光を所定の位置及び範囲に印加することができる薄膜磁気ヘッド、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】
【００１７】
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。基板の素子形成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。
【００１８】
本発明によれば、媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されており媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、この素子形成面に形成されており媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、発生端が磁極端に近接していて磁極端のリーディング側に位置しており、発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれている薄膜磁気ヘッドが提供される。ここで、この発生端の中心線が、磁極端の中心線から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれていることが好ましい。また、発生端の媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に短辺を有する正台形であり、磁極端の媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に長辺を有する逆台形であることが好ましい。
【００１９】
このような構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気ディスクの外周側のトラック上に位置する場合においても、内周側のトラック上に位置する場合においても、主磁極層の磁極端の幅で主に決まるトラック幅内に、近接場光発生部の発生端がおおよそ収まるように設定することができる。従って、発生端から発生する近接場光は、内外周にわたって隣接トラックにはほとんど及ばない。その結果、薄膜磁気ヘッドのスキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００２０】
また、近接場光発生部に照射される光の光路を含む導波路部が設けられており、近接場光発生部が、この導波路部の媒体対向面側の端に接していることが好ましい。この際、近接場光発生部が、媒体対向面側のヘッド端面に向かって先細りした形状を有する誘電体層又は金属層であることも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、さらに、上述し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、電磁コイル素子のためのための信号線と、薄膜磁気ヘッドがＭＲ効果素子を備えている場合はこのＭＲ効果素子のための信号線とを備えており、近接場光発生部に光を照射するための光ファイバをさらに備えているＨＧＡが提供される。
【００２２】
このＨＧＡにおいて、薄膜磁気ヘッドは、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線が支持機構の長手方向の中心線に対して斜めになるように、支持機構に固着されていることが好ましい。さらに、この薄膜磁気ヘッドの中心線のトレーリング側が、支持機構の中心線に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いていることが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気ディスクと、光ファイバに光を供給するための光源と、この少なくとも１つの磁気ディスク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】
【００２４】
本発明による薄膜磁気ヘッド、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、熱アシスト磁気記録において、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去がなく、所定のトラックのみに確実に書き込みが行われる。これにより、熱アシストによる確実かつ高い記録密度を実現する書き込み動作が実行可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２７】
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垂直磁気記録用の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッド（スライダ）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用のレーザ光を発生させる光源である半導体レーザ１８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。
【００２８】
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、スライダ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及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００２９】
半導体レーザ１８は、光ファイバ２６にレーザ光を供給するものであり、自身の活性層の位置に、ファイバホルダ１９によって光ファイバ２６の端断面が接続されている。発振レーザの波長は、例えば、６３５ｎｍである。
【００３０】
図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。ここで、図２（Ａ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側の構成を示しており、図２（Ｂ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側とは反対側の構成を示している。
【００３１】
図２（Ａ）によれば、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３２】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３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２５とから主として構成されている。
【００３３】
薄膜磁気ヘッド２１は、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線２７が、サスペンション２０の長手方向の中心線２８に対して斜めになるように、フレクシャ２３に固着されている。さらに、中心線２７のトレーリング側２７０が、サスペンション２０の中心線２８に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いている。このような斜めの構成と、後述する近接場光発生部の発生端のオフセットとを合わせて用いることによって、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００３４】
図２（Ｂ）によれば、ＨＧＡ１７は、薄膜磁気ヘッド２１のヘッド端面からレーザ光を入射させるための光ファイバ２６をさらに備えている。光ファイバ２６の出光側の端は、後に詳述するように、薄膜磁気ヘッド２１の素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成された受光窪み３５に挿入されており、接着剤で固定されている。
【００３５】
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チップ又は光ファイバ２６にレーザ光を供給するための半導体レーザを装着してもよい。
【００３６】
図３は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の一実施形態を示す斜視図である。
【００３７】
図３によれば、本実施形態における薄膜磁気ヘッド２１は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）３０を有するスライダ基板２１０と、スライダ基板２１０のＡＢＳ３０に垂直な素子形成面３１に形成された、信号データを読み出すためのＭＲ効果素子３３及び信号データを書き込むための電磁コイル素子３４と、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の間に形成されている導波路部３７と、導波路部３７の端に接して連結しておりＡＢＳ側のヘッド端面３００に達した端を有する、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３８と、ファイバ２６からの光を反射させて導波路部３７に向けさせるための反射部３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路部３７、近接場光発生部３８及び反射部３６を覆うように素子形成面３１上に形成された被覆層４０と、被覆層４０の上面に形成されており、光ファイバ２６の出光端を挿入するための受光窪み３５と、被覆層４０の層面から露出した合計４つの信号端子電極３９とを備えている。
【００３８】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の一端は、ヘッド端面３００に達している。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、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００３９】
信号端子電極３９は、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。なお、これらの信号端子電極の数及び位置は、図３（Ａ）の形態に限定されるものではない。同図において端子電極は４つであるが、例えば、電極を３つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００４０】
図４（Ａ）は、図３に示した薄膜磁気ヘッドの実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、導波路部３７及び近接場光発生部３８の形状を示す平面図であり、図４（Ｃ）は、近接場光発生部３８のヘッド端面３００における形状を示す平面図である。
【００４１】
図４（Ａ）によれば、ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ効果積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部電極層３３０及び上部電極層３３４とを備えている。ＭＲ効果積層体３３２は、磁化自由層と磁化固定層とがトンネルバリア層を挟んで積層されたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果多層膜、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜、及び面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（Current In Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜のうちのいずれか１つを備えている。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。なお、ＭＲ効果積層体３３２がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜を備えている場合、上下部電極層３３４及び３３０の代わりに、ＭＲ効果積層体との間にシールドギャップ層を介する上下部シールド層がそれぞれ設けられ、さらにＭＲ効果積層体にセンス電流を供給するための素子リード導体層が設けられることになる。
【００４２】
下部シールド層３３０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板２１０の素子形成面３１に積層されており、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。上部シールド層３３４は、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上下部シールド層３３４及び３３０の間隔である再生ギャップ長は、約０.０２μｍ〜約１μｍである。
【００４３】
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のヘッド端面３００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。
【００４４】
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形成されている。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜約０.５μｍのＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等から形成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのＣｕ等から形成されている。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形成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約５μｍの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形成されている。
【００４５】
受光窪み３５は、被覆層４０の上面に形成された堀込み部分であって、反射部３６の直上に形成されている。この受光窪み３５に、近接場光発生部３８に照射されるレーザ光を放射するための光ファイバ２６の出光端が、真上から挿入されており、さらに、エポキシ系等の接着剤４１で固定されている。光ファイバ２６の出光端には、テーパーが形成されており、同じく壁面がテーパー状になっている受光窪み３５に対して、隙間がない状態で精度良く所定位置に固定されている。また、光ファイバ２６の端面は、底面３５０に対向又は接面している。ここで、光ファイバ２６の出光端の直径は、約５μｍ〜約５００μｍであるので、受光窪み３５の平均内径も、この値に合わせて正確に加工されている。また、光ファイバ２６の出光端から放射されるレーザ光のビーム径もまた、約５μｍ〜約５００μｍとなる。
【００４６】
受光窪み３５の底面３５０には、光ファイバ２６からの光の一部が反射して損失する分を低減するための、反射防止膜４２が形成されている。反射防止膜４２は、例えば、Ｔａ２Ｏ５又はＳｉＯ２からなるイオンアシスト蒸着による単層構造、又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２とが交互に積層されたイオンアシスト蒸着による多層構造を有している。この単層／多層構造は、入射されるレーザ光の波長に応じてなされた光学的な設計に基づいて形成される。
【００４７】
反射部３６は、受光窪み３５の直下であって、ヘッド端面３００から見て、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４及び近接場光発生部３８の後方に位置している。反射部３６は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ若しくはＴｉ等の金属層又はそれらのうちのいくつかの組合せの合金層であり、反射面３６０を有する。反射面３６０は、光ファイバ２６からの光を絞って導波路直線部３７１の端３７１ａに入射させるように湾曲しており、光ファイバ２６からのレーザ光をできるだけ近接場光発生部３８に到達させる役割を果たす。これにより、近接場光の発生効率が向上する。なお、反射部３６の層厚は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍであり、トラック幅方向の幅は、約１０μｍ〜約５００μｍである。ここで、受光窪み３５に挿入された光ファイバ２６は、コア部２６０と、コア部２６０を取り囲むクラッド部２６１からなる。コア部２６０の直径は、例えば、約８μｍである。レーザ光は、このコア部２６０の端から出射するので、反射面３６０は、コア部２６０の真下の部分の少なくとも一部において、適切な反射のための曲面を有している。
【００４８】
なお、反射部の形態は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、平らな反射面を有する平面鏡型、回折格子を利用したグレーティング型、さらにはプリズム型であってもよい。
【００４９】
以上に述べたように、受光窪み３５が被覆層４０に形成されていて、光ファイバ２６が薄膜磁気ヘッドに直接固定されるので、光ファイバ２６からのレーザ光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。従って、本実施形態の薄膜磁気ヘッドによれば、光ファイバをフレクシャ等の外部の部品に固定した場合に比べて、光ファイバ２６の出光端と反射部３６及び近接場光発生部３８との位置関係が安定し、光ファイバ２６からのレーザ光を、反射部３６を経て、近接場光発生部３８に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００５０】
ここで、受光窪み３５及び反射部３６はともに、後述する薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。このうち、特に、受光窪み３５が、素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成されるので、反射部３６の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪み３５を形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバ２６の出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバ２６からのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部３８に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００５１】
導波路部３７は、受光窪み３５の底面３５０から反射部３６を介して近接場光発生部３８に至るまでの光路を含んでおり、受光窪み３５の直下であって底面３５０と反射面３６０との間の領域を含む導波路反射部３７０と、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素子形成面３１とほぼ平行に伸長しておりヘッド端面３００の近傍においてヘッド端面３００に向かって先細りしている導波路直進部３７１とからなる。導波路部３７は、何れの部分においても、被覆層４０を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有する誘電材料から形成されている。例えば、被覆層４０が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路部３７は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層４０が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路部３７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。導波路部３７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３８は、導波路部３７と同じ誘電材料で形成されていて、一方の端が導波路直進部３７１のヘッド端面３００側の端に接しており、他方の端がヘッド端面３００に達している。図４（Ｂ）によれば、導波路直進部３７１のヘッド端面３００に向かって先細りしている部分と近接場光発生部３８とのトラック幅方向の両側に接して、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なるサイド導体層４３が設けられている。このような構成によって、導波路反射部３７０を通って導波路直進部３７１を伝播するレーザ光の多くが、サイド導体層４３の反射面４３０での反射を経て、近接場光発生部３８に集中する。これにより、より多くのレーザ光が近接場光発生部３８に到達するので、近接場光の発生効率が向上する。
【００５３】
近接場光発生部３８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。この近接場光発生部３８がレーザ光を受けると、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サイド導体層４３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、近接場光発生部３８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３８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。
【００５４】
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、対向する磁気ディスク表面の記録層部分を急速に加熱する。これにより、この記録層部分の保磁力が、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、ヘッド端面３００から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光発生部３８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。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。
【００５５】
なお、近接場光発生部３８のヘッド端面３００に垂直な方向の長さは、例えば、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍである。また、導波路直進部３７０のトラック幅方向の幅は、最も広い箇所において、例えば、約２０μｍ〜約５００μｍである。
【００５６】
図４（Ｃ）によれば、ヘッド端面３００上での構成として、主磁極層３４０の磁極端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する台形（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度程度である。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磁界の印加幅が主に決定される。
【００５７】
また、同じくヘッド端面３００上での構成として、近接場光発生部３８の発生端３８ａは、この磁極端３４０ｂに近接していて、磁極端３４０ｂのリーディング側に位置している。さらに、発生端３８ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する台形（正台形）となっている。ここで、この発生端３８ａのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線４４が、磁極端３４０ｂのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線４５から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に平行してずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００５８】
なお、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路直進部３７１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。従って、本実施形態における発生端３８ａ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３８ａ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磁極端３４０ｂに非常に近い位置となる。従って、発生端３８ａと磁極端３４０ｂとの間における設定位置のトラック幅方向の誤差を非常に小さくすることができる。その上、実際の熱アシスト書き込み動作では、近接場光が、主要な加熱作用部分である発生端３８ａの短辺近傍から磁気ディスクの記録層部分に印加されたまさに直後に、書き込み磁界が、磁極端３４０ｂから加熱された記録層部分に印加されることになる。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱した直後に、ほとんど間を置かず、確実に書き込みを行うことができる。これにより、加熱する部分及びタイミングの不適当による書き込みエラーを防止することが可能となる。その結果、熱アシストによる確実な書き込み動作が、安定して実行される。
【００５９】
また、発生端３８ａにおけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦとし、磁極端３４０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰとした場合、熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせることを考えた場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ＞ＷＭＰとなるようにサイズが設定される。この関係については、後に詳述する。
【００６０】
以上に述べたような熱アシスト磁気記録方式を適用することにより、実際には、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、１Ｔbits／in２級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【００６１】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路直進部３７１及び近接場光発生部３８との間に、素子間シールド層４４が形成されている。素子間シールド層４４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４４と導波路直進部３７１との間に、さらに、バッキングコイルが形成されていてもよい。バッキングコイルは、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４（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。
【００６２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている近接場光発生部の他の実施形態を示す断面図及び斜視図であり、図５（Ｃ）は、近接場光発生部５１のヘッド端面５４における位置及び形状を示す平面図である。
【００６３】
図５（Ａ）によれば、導波路部５０は、図４（Ａ）に示した実施形態と同じくＭＲ効果素子５２及び電磁コイル素子５３との間に形成されているが、そのヘッド端面５４側の端に接して、近接場光発生部５１が形成されている。近接場光発生部５１は、図５（Ｂ）に示すように、ヘッド端面５４に向かって先細りした形状を有していて、素子形成面５５に対してヘッド端面５４側が上がる形で傾いており、光ファイバからのレーザ光を受ける受光面５１０を有している。近接場光発生部５１は、この受光面５１０において導波路部５０の媒体対向面側の端面に接している。なお、図５（Ｂ）において、導波路部５０及び近接場光発生部５１は、図の見易さのため、素子形成面５５側から（下側から）見た斜視像として表されている。
【００６４】
この近接場光発生部５１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からなり、受光面５１０にレーザ光を受けることによって、内部の自由電子がレーザ光の電界によって一様に強制振動させられることによりプラズモンが励起される。このプラズモンは、近接場光発生部５１の、ヘッド端面５４側の先端に向かって伝播し、この先端の近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させる。この近接場光を用いて、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００６５】
図５（Ｃ）によれば、ヘッド端面５４上において、近接場光発生部５１の発生端５１ａは、電磁コイル素子５３の主磁極層の磁極端５３０ｂに近接していて、磁極端５３０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端５１ａ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おり、磁極端５３０ｂ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。さらに、この発生端５１ａのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線５６は、磁極端５３０ｂのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線５７から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００６６】
さらに、発生端５１ａが磁極端５３０ｂのリーディング側に近接していることによって、発生端５１ａと磁極端５３０ｂとの間における設定位置のトラック幅方向の誤差を非常に小さくすることができ、その上、実際の熱アシスト書き込み動作の際、主要な加熱作用部分である発生端５１ａの短辺近傍において加熱動作が行われたまさに直後に、主磁極層の磁極端５３０ｂが、確実に、加熱された記録層部分に書き込みを行うことになる。これにより、加熱する部分及びタイミングの不適当による書き込みエラーを防止することが可能となる。その結果、熱アシストによる確実な書き込み動作が、安定して実行される。
【００６７】
また、発生端５１ａにおけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦ′とし、磁極端５３０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰ′とした場合、熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせることを考えた場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ′＞ＷＭＰ′となるようにサイズが設定される。
【００６８】
図６は、近接場光発生部の発生端の形状についての種々の変更態様を示す、媒体対向面側のヘッド端面の概略図である。
【００６９】
以下、図６（Ａ）〜（Ｃ）の変更態様を用いて、発生端の短辺の長さＷＮＦと磁極端の長辺の長さＷＭＰとの関係を説明する。一般に、近接場光を用いた磁気記録方式は、磁気ドミナント記録と熱ドミナント記録との２つに大別される。磁気ドミナント記録の場合、磁気ディスクの記録層において書き込み磁界を印加する領域の幅（磁界印加幅）よりも、保持力ＨＣを十分に低下させるまでに加熱する幅（加熱幅）を大きく設定する。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、磁界印加幅相当となる。この場合、ＷＮＦ＞ＷＭＰと設定される。これに対して、熱ドミナント記録の場合、加熱幅が、磁界印加幅と同等に又はより狭くなるように設定される。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、加熱幅相当となる。この場合、ＷＮＦ≦ＷＭＰと設定される。
【００７０】
熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせる場合、磁気ドミナントとして、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）に示した実施形態のように、ＷＮＦ＞ＷＭＰであることが求められる。
【００７１】
これに対して、図６（Ａ）は、熱ドミナント記録の場合であり、近接場光発生部の発生端６０におけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦ１とし、磁極端６１におけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰ１とすると、ＷＮＦ１＜ＷＭＰ１と設定されている。さらに、図６（Ｂ）に示すように、同じく熱ドミナント記録の場合であるが、発生端６５の形状が、トレーリング側に１つの頂角を有しておりリーディング側に底辺を有している三角形となっている。この場合、トレーリング側の１つの頂点近傍が、主要な加熱作用部分となるので、非常に微細な記録ビットを形成し得る。この発生端の形状が三角形の場合は、台形形状において短辺が短くなった極限であるとも考えられる。
【００７２】
ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）のいずれにおいても、発生端６０の中心線６３及び発生端６５の中心線６８は、それぞれ、磁極端６１の中心線６４及び磁極端６６の中心線６９から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００７３】
また、以上に述べたように、近接場光発生部の発生端の形状を、トレーリング側に短辺を有する正台形とし、その短辺の長さを、磁極端の長辺の長さに対して調整することによって、薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との組合せにおいて磁気ドミネント記録方式にも熱ドミネント記録方式にも適切な形で適用させることが可能となる。ここで、この正台形の形状は、後に図８を用いて詳述するように、公知技術である、ＣＰＰ−ＧＭＲ効果素子におけるバイアス印加のためのアボッテッドジャンクション（Ａｂｕｔｔｅｄ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）構造の形成方法を適用することによって、確実に精度良く形成することができる。その結果、近接場光発生部の短辺の長さも所定の精度を持って設定することが可能となっている。
【００７４】
図７は、本発明による、近接場光発生部の発生端におけるオフセット構成と薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成との作用効果を説明するための概略図である。
【００７５】
薄膜磁気ヘッド２１において、近接場光発生部における発生端３８ａの中心線４４は、主磁極層における磁極端３４０ｂの中心線４５から、外周側に間隔ＤＯＦＦだけずれている（オフセットしている）。さらに、薄膜磁気ヘッドの中心線２７は、サスペンション２０の中心線２８に対して、角度θＨだけ斜めになっている。この際、角度θＨの方向は、外周側に向かう方向である。なお、同図において、薄膜磁気ヘッドの長手方向とトラックの接線方向とがなす角度が、スキュー角θＳＫＥＷである。
【００７６】
このような構成を有する図７に示した薄膜磁気ヘッド２１においては、外周側のトラック７００上に位置する場合においても、内周側のトラック７０１上に位置する場合においても、磁極端３４０ｂのトレーリング側の長辺で主に決まるトラック幅内に、近接場光発生部の発生端３８ａがおおよそ収まる。特に、主な熱アシスト作用部分であるトレーリング側の短辺は、確実にトラック幅内に収めることが可能となる。従って、発生端３８ａから発生する近接場光は、内外周にわたって隣接トラックにはほとんど及ばない。その結果、薄膜磁気ヘッドのスキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００７７】
実際には、スキュー角θＳＫＥＷの分布に合わせて、間隔ＤＯＦＦ、角度θＨ、発生端３８ａの短辺と磁極端３４０ｂの長辺との距離ＤＮ−Ｗ、及びピボットベアリング軸１６の位置等を調整し、隣接トラックでの保持力ＨＣが所定値以下にならない程度の加熱がなされ得ることを許容限度として、近接場光発生部の発生端のオフセット構成及び薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成が決定される。
【００７８】
図８は、本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【００７９】
最初に、図８（Ａ）に示すように、スライダ基板２１０上に、反射部の基台となるＡｌ２Ｏ３等の誘電体膜７１を、例えばスパッタリング法によって成膜し、その上に、レジストパターン７２を形成する。次いで、このレジストパターン７２をマスクとして、イオンミリング法等を用いてエッチングを行い、反射面の形状を有する基台を形成する。この形成の際、図８（Ｂ１）に示すように、ミリング用のＡｒイオン７３の入射を、素子形成面３１に対して高角度に、すなわち素子形成面３１の法線方向に近くなるように設定すると、より急峻な曲面を有する基台が形成される。これに対して、図８（Ｂ２）に示すように、Ａｒイオン７４の入射を、素子形成面３１に対して低角度に、すなわち素子形成面３１内の方向に近くなるように設定すると、より緩やかな曲面を有する基台が形成される。従って、このイオンミリングの際のＡｒイオンの入射角を調整することによって、設計された曲率分布を有する反射面を形成可能となる。
【００８０】
次いで、図８（Ｃ）に示すように、形成された反射部の基台７５の曲面上に、Ａｕ等の金属層又はそれらの合金層を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、反射部３６を形成する。次いで、図８（Ｄ）に示すように、所定の屈折率を有するＴｉＯ２等の誘電体膜を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、リフトオフ法でレジストパターン７２を除去することによって、導波路部３７を形成する。その後、導波路部３７の導波路反射部の上面に、反射防止膜４２を、例えばイオンアシスト蒸着法によって成膜する。次いで、導波路部３７及び反射防止膜４２を覆うように被覆層４０を、例えばスパッタリング法によって積層する。その後、図８（Ｅ）に示すように、ウエットエッチング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、被覆層４０の上面をエッチングすることによって、受光窪み３５を形成する。以上の工程により、受光窪み３５及びその直下の反射部３６が、一連の薄膜プロセスとして精度良く形成される。
【００８１】
図９は、導波路直進部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。なお、図９（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図９（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８２】
図９（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地８０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８１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン８２を形成する。次いで、図９（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８２の直下を除いて、誘電体膜８１の不要部分を除去する。その後、図９（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、サイド導体層となるＡｕ等の導電膜８３を成膜し、この後、レジストパターン８２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。その後、図９（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン８４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８４の直下を除いて、誘電体膜８１及び導電膜８３の不要部分を除去する。次いで、図９（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８１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜８５を形成する。その後、レジストパターン８４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、後のＭＲハイト工程において、図９（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９（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のヘッド端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側が薄膜磁気ヘッドの近接場光発生部となる。
【００８３】
以上の工程を繰り返すことによって、図９（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３８、バックフィル誘電体膜８５からなる導波路層８６、さらにその後形成された導波路層８７と、複数個の順次大きくなる導波路層を、連続して形成することができる。これらの導波路層は、導波路直進部の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地８０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８８を形成する。ここで、近接場光発生部３８の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路層８６の厚さは、例えば、約６０ｎｍであり、導波路層８７の厚さは、例えば、約３００ｎｍである。さらに、下地８０及びカバー誘電体膜８８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８４】
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。
【００８５】
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、半導体レーザ１８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、半導体レーザ１８の制御回路をそれぞれ示している。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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半導体レーザに印加される。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、磁気ディスクの記録層及び半導体レーザ１８の、温度検出器９８による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。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半導体レーザ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。
【００８９】
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。また、少なくとも書き込み動作時又はその直前において半導体レーザ１８に通電することが望ましいが、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。
【００９０】
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】
【００９１】
【図１】本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図、導波路部及び近接場光発生部の形状を示す平面図、及び近接場光発生部のヘッド端面における形状を示す平面図である。
【図５】本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている近接場光発生部の他の実施形態を示す断面図及び斜視図、及び近接場光発生部のヘッド端面における位置及び形状を示す平面図である。
【図６】近接場光発生部の発生端の形状についての種々の変更態様を示す、媒体対向面側のヘッド端面の概略図である。
【図７】本発明による、近接場光発生部の発生端におけるオフセット構成と薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成との作用効果を説明するための概略図である。
【図８】本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【図９】導波路直進部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】
【００９２】
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）
１８ 半導体レーザ
１９ ファイバホルダ
２０ サスペンション
２１ スライダ
２１０ スライダ基板
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
２６ 光ファイバ
２６０ コア部
２６１ クラッド部
２７、２８、４４、４５、５６、５７、６３、６４ 中心線
２７０ 中心線のトレーリング部分
３０ 浮上面（ＡＢＳ）
３００、５４ ヘッド端面
３１、５５ 素子形成面
３３、５２ ＭＲ効果素子
３３０ 下部電極層
３３２ ＭＲ効果積層体
３３４ 上部電極層
３４、５３ 電磁コイル素子
３４０ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４０ｂ、５３０ｂ、６１、６６ 磁極端
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４ 補助磁極層
３４４ａ、６２、６７ 端
３５、３５′ 受光窪み
３５０ 底面
３６、３６′ 反射部
３６０ 反射層
３７、３７′、５０ 導波路部
３７０ 導波路反射部
３７１ 導波路直進部
３８、３８′、５１ 近接場光発生部
３８ａ、５１ａ、６０、６５ 発生端
３９ 信号端子電極
４０、４０′ 被覆層
４１ 接着剤
４２ 反射防止膜
４３ サイド導体層
４４ 素子間シールド層
５１０ 受光面
７００、７０１ トラック
７１ 誘電体膜
７２ レジストパターン
７３、７４ Ａｒイオン
７５ 基台
８０ 下地
８１ 誘電体膜
８２、８４ レジストパターン
８３ 導電膜
８４ 磁性層
８５ バックフィル誘電体膜
８６、８７ 導波路層
８８ カバー誘電体膜
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号磁界の書き込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッド、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。特に、本発明は、近接場光を利用して熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッド、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信号データが読み書きされる。
【０００３】
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、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となり飛躍的に向上する。
【０００６】
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が、書き込み磁界印加の直前に、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。この方式は光磁気記録方式と一見類似しているが、光磁気記録方式は空間分解能を光に持たせているのに対し、熱アシスト磁気記録方式は空間分解能を磁界に持たせている。
【０００７】
従来、提案されている熱アシスト磁気記録方式として、例えば、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を用いる光記録方式に関する技術が開示されている。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を利用し、光磁気ディスクに超微細な光ビームスポットで超微細な磁区信号を記録する技術が開示されている。さらに、特許文献３においては、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技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４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、特許文献５には、レーザ光源を備えた記録再生ヘッドにおいて、記録用磁気ヘッドの磁極の幅ＷＷとレーザ光源により加熱される幅ＴＷＷとの関係が規定されている。
【０００９】
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を用いて近接場光と磁界とを発生させ、７０ｎｍ程度のトラック幅を有する記録パターンを形成する技術が開示されている。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を有する光加熱素子が開示されている。一方、光の導入に光ファイバを用いる例として、特許文献６においては、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７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】
以上に記載した技術のうち、光ファイバ等からのレーザ光を、近接場光の発生手段に照射することにより近接場光を発生させて、この近接場光によって媒体を加熱する方法は、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ことから、非常に有望と考えられる。
【００１１】
【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２００１−２８３４０４号公報
【特許文献４】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献５】国際公開第０１／０６４９８号パンフレット
【特許文献６】特開２０００−１７３０９３号公報
【特許文献７】特表２００２−５１１１７６号公報
【非特許文献１】Shintaro Miyanishi等 ”Near-field Assisted Magnetic Recording” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL.４１,NO.１０, 第２８１７頁〜第２８２１頁, ２００５年
【非特許文献２】庄野敬二，押木満雅 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌，VOL.２９,NO.１, 第５頁〜第１３頁，２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した近接場光発生手段を、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合、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や消去がなされる不都合が生じ得るという問題が発生していた。
【００１３】
一般に、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいて、主磁極端のヘッド端面における形状は、トレーリング側に長辺を有する台形となっている。すなわち、主磁極端の形状の側面には、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、書き込み対象であるトラックに隣接したトラック（隣接トラック）に不要な書き込みや消去等を及ぼさないように、ベベル角が付けられている。しかしながら、近接場光発生手段をこの垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合、このヘッド端面における近接場光発生手段の端の位置及び形状によっては、このスキュー角の影響によって、近接場光発生手段から発生する近接場光が、隣接トラックにも及んでしまい、主磁極端の位置及び形状によっては、この隣接トラックに不要な書き込みや消去を行ってしまう場合も生じ得る。
【００１４】
これに対して、上述した特許文献５においては、記録用磁気ヘッドの磁極の幅ＷＷとレーザ光源により加熱される幅ＴＷＷとの関係を規定し、記録用磁気ヘッドと再生素子とのトラックに対する追従ずれを無くしている。しかしながら、この技術は、特に主磁極を有する垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを対象とはしていない。このように、従来、熱アシスト磁気記録方式を垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合に生じる上述した特有の問題に対しては、明確かつ十分な対処法が打ち出されてこなかった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、熱アシスト磁気記録において、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去がなく、所定のトラックのみに確実に書き込みが行われる薄膜磁気ヘッド、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。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、十分な量の近接場光を所定の位置及び範囲に印加することができる薄膜磁気ヘッド、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】
【００１７】
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。基板の素子形成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。
【００１８】
本発明によれば、媒体対向面及びこの媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、この素子形成面に形成されており媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、この素子形成面に形成されており媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、発生端が磁極端に近接していて磁極端のリーディング側に位置しており、発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれている薄膜磁気ヘッドが提供される。ここで、この発生端の中心線が、磁極端の中心線から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれていることが好ましい。また、発生端の媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に短辺を有する正台形であり、磁極端の媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に長辺を有する逆台形であることが好ましい。
【００１９】
このような構成を有する薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気ディスクの外周側のトラック上に位置する場合においても、内周側のトラック上に位置する場合においても、主磁極層の磁極端の幅で主に決まるトラック幅内に、近接場光発生部の発生端がおおよそ収まるように設定することができる。従って、発生端から発生する近接場光は、内外周にわたって隣接トラックにはほとんど及ばない。その結果、薄膜磁気ヘッドのスキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００２０】
また、近接場光発生部に照射される光の光路を含む導波路部が設けられており、近接場光発生部が、この導波路部の媒体対向面側の端に接していることが好ましい。この際、近接場光発生部が、媒体対向面側のヘッド端面に向かって先細りした形状を有する誘電体層又は金属層であることも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、さらに、上述し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、電磁コイル素子のためのための信号線と、薄膜磁気ヘッドがＭＲ効果素子を備えている場合はこのＭＲ効果素子のための信号線とを備えており、近接場光発生部に光を照射するための光ファイバをさらに備えているＨＧＡが提供される。
【００２２】
このＨＧＡにおいて、薄膜磁気ヘッドは、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線が支持機構の長手方向の中心線に対して斜めになるように、支持機構に固着されていることが好ましい。さらに、この薄膜磁気ヘッドの中心線のトレーリング側が、支持機構の中心線に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いていることが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気ディスクと、光ファイバに光を供給するための光源と、この少なくとも１つの磁気ディスク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】
【００２４】
本発明による薄膜磁気ヘッド、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、熱アシスト磁気記録において、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去がなく、所定のトラックのみに確実に書き込みが行われる。これにより、熱アシストによる確実かつ高い記録密度を実現する書き込み動作が実行可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２７】
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垂直磁気記録用の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッド（スライダ）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用のレーザ光を発生させる光源である半導体レーザ１８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。
【００２８】
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、スライダ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及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００２９】
半導体レーザ１８は、光ファイバ２６にレーザ光を供給するものであり、自身の活性層の位置に、ファイバホルダ１９によって光ファイバ２６の端断面が接続されている。発振レーザの波長は、例えば、６３５ｎｍである。
【００３０】
図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。ここで、図２（Ａ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側の構成を示しており、図２（Ｂ）は、ＨＧＡ１７の磁気ディスク表面に対向する側とは反対側の構成を示している。
【００３１】
図２（Ａ）によれば、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３２】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３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２５とから主として構成されている。
【００３３】
薄膜磁気ヘッド２１は、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線２７が、サスペンション２０の長手方向の中心線２８に対して斜めになるように、フレクシャ２３に固着されている。さらに、中心線２７のトレーリング側２７０が、サスペンション２０の中心線２８に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いている。このような斜めの構成と、後述する近接場光発生部の発生端のオフセットとを合わせて用いることによって、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００３４】
図２（Ｂ）によれば、ＨＧＡ１７は、薄膜磁気ヘッド２１のヘッド端面からレーザ光を入射させるための光ファイバ２６をさらに備えている。光ファイバ２６の出光側の端は、後に詳述するように、薄膜磁気ヘッド２１の素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成された受光窪み３５に挿入されており、接着剤で固定されている。
【００３５】
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チップ又は光ファイバ２６にレーザ光を供給するための半導体レーザを装着してもよい。
【００３６】
図３は、図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッド（スライダ）の一実施形態を示す斜視図である。
【００３７】
図３によれば、本実施形態における薄膜磁気ヘッド２１は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）３０を有するスライダ基板２１０と、スライダ基板２１０のＡＢＳ３０に垂直な素子形成面３１に形成された、信号データを読み出すためのＭＲ効果素子３３及び信号データを書き込むための電磁コイル素子３４と、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の間に形成されている導波路部３７と、導波路部３７の端に接して連結しておりＡＢＳ側のヘッド端面３００に達した端を有する、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３８と、ファイバ２６からの光を反射させて導波路部３７に向けさせるための反射部３６と、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４、導波路部３７、近接場光発生部３８及び反射部３６を覆うように素子形成面３１上に形成された被覆層４０と、被覆層４０の上面に形成されており、光ファイバ２６の出光端を挿入するための受光窪み３５と、被覆層４０の層面から露出した合計４つの信号端子電極３９とを備えている。
【００３８】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の一端は、ヘッド端面３００に達している。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、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００３９】
信号端子電極３９は、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。なお、これらの信号端子電極の数及び位置は、図３（Ａ）の形態に限定されるものではない。同図において端子電極は４つであるが、例えば、電極を３つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００４０】
図４（Ａ）は、図３に示した薄膜磁気ヘッドの実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（Ｂ）は、導波路部３７及び近接場光発生部３８の形状を示す平面図であり、図４（Ｃ）は、近接場光発生部３８のヘッド端面３００における形状を示す平面図である。
【００４１】
図４（Ａ）によれば、ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ効果積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部電極層３３０及び上部電極層３３４とを備えている。ＭＲ効果積層体３３２は、磁化自由層と磁化固定層とがトンネルバリア層を挟んで積層されたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果多層膜、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜、及び面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（Current In Plain）−ＧＭＲ）効果多層膜のうちのいずれか１つを備えている。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。なお、ＭＲ効果積層体３３２がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜を備えている場合、上下部電極層３３４及び３３０の代わりに、ＭＲ効果積層体との間にシールドギャップ層を介する上下部シールド層がそれぞれ設けられ、さらにＭＲ効果積層体にセンス電流を供給するための素子リード導体層が設けられることになる。
【００４２】
下部シールド層３３０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板２１０の素子形成面３１に積層されており、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。上部シールド層３３４は、例えば、厚さ約０.３μｍ〜約４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上下部シールド層３３４及び３３０の間隔である再生ギャップ長は、約０.０２μｍ〜約１μｍである。
【００４３】
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のヘッド端面３００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。
【００４４】
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形成されている。ギャップ層３４１は、例えば、厚さ約０.０１μｍ〜約０.５μｍのＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等から形成されている。コイル層３４２は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのＣｕ等から形成されている。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形成されている。補助磁極層３４４は、例えば、厚さ約０.５μｍ〜約５μｍの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形成されている。
【００４５】
受光窪み３５は、被覆層４０の上面に形成された堀込み部分であって、反射部３６の直上に形成されている。この受光窪み３５に、近接場光発生部３８に照射されるレーザ光を放射するための光ファイバ２６の出光端が、真上から挿入されており、さらに、エポキシ系等の接着剤４１で固定されている。光ファイバ２６の出光端には、テーパーが形成されており、同じく壁面がテーパー状になっている受光窪み３５に対して、隙間がない状態で精度良く所定位置に固定されている。また、光ファイバ２６の端面は、底面３５０に対向又は接面している。ここで、光ファイバ２６の出光端の直径は、約５μｍ〜約５００μｍであるので、受光窪み３５の平均内径も、この値に合わせて正確に加工されている。また、光ファイバ２６の出光端から放射されるレーザ光のビーム径もまた、約５μｍ〜約５００μｍとなる。
【００４６】
受光窪み３５の底面３５０には、光ファイバ２６からの光の一部が反射して損失する分を低減するための、反射防止膜４２が形成されている。反射防止膜４２は、例えば、Ｔａ２Ｏ５又はＳｉＯ２からなるイオンアシスト蒸着による単層構造、又はＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２とが交互に積層されたイオンアシスト蒸着による多層構造を有している。この単層／多層構造は、入射されるレーザ光の波長に応じてなされた光学的な設計に基づいて形成される。
【００４７】
反射部３６は、受光窪み３５の直下であって、ヘッド端面３００から見て、ＭＲ効果素子３３、電磁コイル素子３４及び近接場光発生部３８の後方に位置している。反射部３６は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ若しくはＴｉ等の金属層又はそれらのうちのいくつかの組合せの合金層であり、反射面３６０を有する。反射面３６０は、光ファイバ２６からの光を絞って導波路直線部３７１の端３７１ａに入射させるように湾曲しており、光ファイバ２６からのレーザ光をできるだけ近接場光発生部３８に到達させる役割を果たす。これにより、近接場光の発生効率が向上する。なお、反射部３６の層厚は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍであり、トラック幅方向の幅は、約１０μｍ〜約５００μｍである。ここで、受光窪み３５に挿入された光ファイバ２６は、コア部２６０と、コア部２６０を取り囲むクラッド部２６１からなる。コア部２６０の直径は、例えば、約８μｍである。レーザ光は、このコア部２６０の端から出射するので、反射面３６０は、コア部２６０の真下の部分の少なくとも一部において、適切な反射のための曲面を有している。
【００４８】
なお、反射部の形態は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、平らな反射面を有する平面鏡型、回折格子を利用したグレーティング型、さらにはプリズム型であってもよい。
【００４９】
以上に述べたように、受光窪み３５が被覆層４０に形成されていて、光ファイバ２６が薄膜磁気ヘッドに直接固定されるので、光ファイバ２６からのレーザ光の光路が、駆動時の振動等によって変動したりずれたりすることがほとんど無い。従って、本実施形態の薄膜磁気ヘッドによれば、光ファイバをフレクシャ等の外部の部品に固定した場合に比べて、光ファイバ２６の出光端と反射部３６及び近接場光発生部３８との位置関係が安定し、光ファイバ２６からのレーザ光を、反射部３６を経て、近接場光発生部３８に確実に安定して到達させることが可能となる。
【００５０】
ここで、受光窪み３５及び反射部３６はともに、後述する薄膜プロセスを用いた形成方法によって形成される。このうち、特に、受光窪み３５が、素子形成面上に設けられた被覆層４０の上面に形成されるので、反射部３６の形成から一連の薄膜プロセスとして、受光窪み３５を形成可能となる。従って、そのサイズ及び位置関係は、フォトリソグラフィ法によるパターニング技術によって、高精度で設定可能となる。すなわち、光ファイバ２６の出光端の固定位置を、容易に精度良く設定することができる。これにより、光ファイバ２６からのレーザ光を、設計通りに近接場光発生部３８に照射することができるので、所望の近接場光の発生効率が得られる。
【００５１】
導波路部３７は、受光窪み３５の底面３５０から反射部３６を介して近接場光発生部３８に至るまでの光路を含んでおり、受光窪み３５の直下であって底面３５０と反射面３６０との間の領域を含む導波路反射部３７０と、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素子形成面３１とほぼ平行に伸長しておりヘッド端面３００の近傍においてヘッド端面３００に向かって先細りしている導波路直進部３７１とからなる。導波路部３７は、何れの部分においても、被覆層４０を形成する材料よりも高い屈折率ｎを有する誘電材料から形成されている。例えば、被覆層４０が、ＳｉＯ２（ｎ＝１.５）から形成されている場合、導波路部３７は、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されていてもよい。さらに、被覆層４０が、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１.６３）から形成されている場合、導波路部３７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。導波路部３７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３８は、導波路部３７と同じ誘電材料で形成されていて、一方の端が導波路直進部３７１のヘッド端面３００側の端に接しており、他方の端がヘッド端面３００に達している。図４（Ｂ）によれば、導波路直進部３７１のヘッド端面３００に向かって先細りしている部分と近接場光発生部３８とのトラック幅方向の両側に接して、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なるサイド導体層４３が設けられている。このような構成によって、導波路反射部３７０を通って導波路直進部３７１を伝播するレーザ光の多くが、サイド導体層４３の反射面４３０での反射を経て、近接場光発生部３８に集中する。これにより、より多くのレーザ光が近接場光発生部３８に到達するので、近接場光の発生効率が向上する。
【００５３】
近接場光発生部３８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。この近接場光発生部３８がレーザ光を受けると、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サイド導体層４３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、近接場光発生部３８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３８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。
【００５４】
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、対向する磁気ディスク表面の記録層部分を急速に加熱する。これにより、この記録層部分の保磁力が、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、ヘッド端面３００から磁気ディスクの表面に向かって、上述した近接場光発生部３８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。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。
【００５５】
なお、近接場光発生部３８のヘッド端面３００に垂直な方向の長さは、例えば、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍである。また、導波路直進部３７０のトラック幅方向の幅は、最も広い箇所において、例えば、約２０μｍ〜約５００μｍである。
【００５６】
図４（Ｃ）によれば、ヘッド端面３００上での構成として、主磁極層３４０の磁極端３４０ｂの形状は、トレーリング側に長辺を有する台形（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度程度である。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磁界の印加幅が主に決定される。
【００５７】
また、同じくヘッド端面３００上での構成として、近接場光発生部３８の発生端３８ａは、この磁極端３４０ｂに近接していて、磁極端３４０ｂのリーディング側に位置している。さらに、発生端３８ａの形状は、トレーリング側に短辺を有する台形（正台形）となっている。ここで、この発生端３８ａのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線４４が、磁極端３４０ｂのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線４５から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に平行してずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００５８】
なお、近接場光は、入射されるレーザ光の波長及び導波路直進部３７１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。従って、本実施形態における発生端３８ａ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３８ａ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磁極端３４０ｂに非常に近い位置となる。従って、発生端３８ａと磁極端３４０ｂとの間における設定位置のトラック幅方向の誤差を非常に小さくすることができる。その上、実際の熱アシスト書き込み動作では、近接場光が、主要な加熱作用部分である発生端３８ａの短辺近傍から磁気ディスクの記録層部分に印加されたまさに直後に、書き込み磁界が、磁極端３４０ｂから加熱された記録層部分に印加されることになる。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を加熱した直後に、ほとんど間を置かず、確実に書き込みを行うことができる。これにより、加熱する部分及びタイミングの不適当による書き込みエラーを防止することが可能となる。その結果、熱アシストによる確実な書き込み動作が、安定して実行される。
【００５９】
また、発生端３８ａにおけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦとし、磁極端３４０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰとした場合、熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせることを考えた場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ＞ＷＭＰとなるようにサイズが設定される。この関係については、後に詳述する。
【００６０】
以上に述べたような熱アシスト磁気記録方式を適用することにより、実際には、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、１Ｔbits／in２級の記録密度を達成することも可能となり得る。
【００６１】
なお、ＭＲ効果素子３３と導波路直進部３７１及び近接場光発生部３８との間に、素子間シールド層４４が形成されている。素子間シールド層４４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４４と導波路直進部３７１との間に、さらに、バッキングコイルが形成されていてもよい。バッキングコイルは、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４（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。
【００６２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている近接場光発生部の他の実施形態を示す断面図及び斜視図であり、図５（Ｃ）は、近接場光発生部５１のヘッド端面５４における位置及び形状を示す平面図である。
【００６３】
図５（Ａ）によれば、導波路部５０は、図４（Ａ）に示した実施形態と同じくＭＲ効果素子５２及び電磁コイル素子５３との間に形成されているが、そのヘッド端面５４側の端に接して、近接場光発生部５１が形成されている。近接場光発生部５１は、図５（Ｂ）に示すように、ヘッド端面５４に向かって先細りした形状を有していて、素子形成面５５に対してヘッド端面５４側が上がる形で傾いており、光ファイバからのレーザ光を受ける受光面５１０を有している。近接場光発生部５１は、この受光面５１０において導波路部５０の媒体対向面側の端面に接している。なお、図５（Ｂ）において、導波路部５０及び近接場光発生部５１は、図の見易さのため、素子形成面５５側から（下側から）見た斜視像として表されている。
【００６４】
この近接場光発生部５１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からなり、受光面５１０にレーザ光を受けることによって、内部の自由電子がレーザ光の電界によって一様に強制振動させられることによりプラズモンが励起される。このプラズモンは、近接場光発生部５１の、ヘッド端面５４側の先端に向かって伝播し、この先端の近傍に非常に強い電界強度を有する近接場光を発生させる。この近接場光を用いて、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００６５】
図５（Ｃ）によれば、ヘッド端面５４上において、近接場光発生部５１の発生端５１ａは、電磁コイル素子５３の主磁極層の磁極端５３０ｂに近接していて、磁極端５３０ｂのリーディング側に位置している。また、発生端５１ａ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おり、磁極端５３０ｂ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。さらに、この発生端５１ａのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線５６は、磁極端５３０ｂのトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線５７から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００６６】
さらに、発生端５１ａが磁極端５３０ｂのリーディング側に近接していることによって、発生端５１ａと磁極端５３０ｂとの間における設定位置のトラック幅方向の誤差を非常に小さくすることができ、その上、実際の熱アシスト書き込み動作の際、主要な加熱作用部分である発生端５１ａの短辺近傍において加熱動作が行われたまさに直後に、主磁極層の磁極端５３０ｂが、確実に、加熱された記録層部分に書き込みを行うことになる。これにより、加熱する部分及びタイミングの不適当による書き込みエラーを防止することが可能となる。その結果、熱アシストによる確実な書き込み動作が、安定して実行される。
【００６７】
また、発生端５１ａにおけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦ′とし、磁極端５３０ｂにおけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰ′とした場合、熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせることを考えた場合、磁気ドミナントとして、ＷＮＦ′＞ＷＭＰ′となるようにサイズが設定される。
【００６８】
図６は、近接場光発生部の発生端の形状についての種々の変更態様を示す、媒体対向面側のヘッド端面の概略図である。
【００６９】
以下、図６（Ａ）〜（Ｃ）の変更態様を用いて、発生端の短辺の長さＷＮＦと磁極端の長辺の長さＷＭＰとの関係を説明する。一般に、近接場光を用いた磁気記録方式は、磁気ドミナント記録と熱ドミナント記録との２つに大別される。磁気ドミナント記録の場合、磁気ディスクの記録層において書き込み磁界を印加する領域の幅（磁界印加幅）よりも、保持力ＨＣを十分に低下させるまでに加熱する幅（加熱幅）を大きく設定する。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、磁界印加幅相当となる。この場合、ＷＮＦ＞ＷＭＰと設定される。これに対して、熱ドミナント記録の場合、加熱幅が、磁界印加幅と同等に又はより狭くなるように設定される。すなわち、書き込み幅（トラック幅）は、加熱幅相当となる。この場合、ＷＮＦ≦ＷＭＰと設定される。
【００７０】
熱アシスト磁気記録方式として記録ビットの空間分解能を磁界に持たせる場合、磁気ドミナントとして、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）に示した実施形態のように、ＷＮＦ＞ＷＭＰであることが求められる。
【００７１】
これに対して、図６（Ａ）は、熱ドミナント記録の場合であり、近接場光発生部の発生端６０におけるトレーリング側の短辺の長さをＷＮＦ１とし、磁極端６１におけるトレーリング側の長辺の長さをＷＭＰ１とすると、ＷＮＦ１＜ＷＭＰ１と設定されている。さらに、図６（Ｂ）に示すように、同じく熱ドミナント記録の場合であるが、発生端６５の形状が、トレーリング側に１つの頂角を有しておりリーディング側に底辺を有している三角形となっている。この場合、トレーリング側の１つの頂点近傍が、主要な加熱作用部分となるので、非常に微細な記録ビットを形成し得る。この発生端の形状が三角形の場合は、台形形状において短辺が短くなった極限であるとも考えられる。
【００７２】
ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）のいずれにおいても、発生端６０の中心線６３及び発生端６５の中心線６８は、それぞれ、磁極端６１の中心線６４及び磁極端６６の中心線６９から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれている（オフセットしている）。このような近接場光発生部の発生端におけるオフセットの構成と、上述した薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成とを合わせて用いることによって、後に詳述するように、スキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００７３】
また、以上に述べたように、近接場光発生部の発生端の形状を、トレーリング側に短辺を有する正台形とし、その短辺の長さを、磁極端の長辺の長さに対して調整することによって、薄膜磁気ヘッドを、記録媒体との組合せにおいて磁気ドミネント記録方式にも熱ドミネント記録方式にも適切な形で適用させることが可能となる。ここで、この正台形の形状は、後に図８を用いて詳述するように、公知技術である、ＣＰＰ−ＧＭＲ効果素子におけるバイアス印加のためのアボッテッドジャンクション（Ａｂｕｔｔｅｄ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）構造の形成方法を適用することによって、確実に精度良く形成することができる。その結果、近接場光発生部の短辺の長さも所定の精度を持って設定することが可能となっている。
【００７４】
図７は、本発明による、近接場光発生部の発生端におけるオフセット構成と薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成との作用効果を説明するための概略図である。
【００７５】
薄膜磁気ヘッド２１において、近接場光発生部における発生端３８ａの中心線４４は、主磁極層における磁極端３４０ｂの中心線４５から、外周側に間隔ＤＯＦＦだけずれている（オフセットしている）。さらに、薄膜磁気ヘッドの中心線２７は、サスペンション２０の中心線２８に対して、角度θＨだけ斜めになっている。この際、角度θＨの方向は、外周側に向かう方向である。なお、同図において、薄膜磁気ヘッドの長手方向とトラックの接線方向とがなす角度が、スキュー角θＳＫＥＷである。
【００７６】
このような構成を有する図７に示した薄膜磁気ヘッド２１においては、外周側のトラック７００上に位置する場合においても、内周側のトラック７０１上に位置する場合においても、磁極端３４０ｂのトレーリング側の長辺で主に決まるトラック幅内に、近接場光発生部の発生端３８ａがおおよそ収まる。特に、主な熱アシスト作用部分であるトレーリング側の短辺は、確実にトラック幅内に収めることが可能となる。従って、発生端３８ａから発生する近接場光は、内外周にわたって隣接トラックにはほとんど及ばない。その結果、薄膜磁気ヘッドのスキュー角の影響による隣接トラックへの不要な書き込みや消去を防止することができる。
【００７７】
実際には、スキュー角θＳＫＥＷの分布に合わせて、間隔ＤＯＦＦ、角度θＨ、発生端３８ａの短辺と磁極端３４０ｂの長辺との距離ＤＮ−Ｗ、及びピボットベアリング軸１６の位置等を調整し、隣接トラックでの保持力ＨＣが所定値以下にならない程度の加熱がなされ得ることを許容限度として、近接場光発生部の発生端のオフセット構成及び薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成が決定される。
【００７８】
図８は、本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【００７９】
最初に、図８（Ａ）に示すように、スライダ基板２１０上に、反射部の基台となるＡｌ２Ｏ３等の誘電体膜７１を、例えばスパッタリング法によって成膜し、その上に、レジストパターン７２を形成する。次いで、このレジストパターン７２をマスクとして、イオンミリング法等を用いてエッチングを行い、反射面の形状を有する基台を形成する。この形成の際、図８（Ｂ１）に示すように、ミリング用のＡｒイオン７３の入射を、素子形成面３１に対して高角度に、すなわち素子形成面３１の法線方向に近くなるように設定すると、より急峻な曲面を有する基台が形成される。これに対して、図８（Ｂ２）に示すように、Ａｒイオン７４の入射を、素子形成面３１に対して低角度に、すなわち素子形成面３１内の方向に近くなるように設定すると、より緩やかな曲面を有する基台が形成される。従って、このイオンミリングの際のＡｒイオンの入射角を調整することによって、設計された曲率分布を有する反射面を形成可能となる。
【００８０】
次いで、図８（Ｃ）に示すように、形成された反射部の基台７５の曲面上に、Ａｕ等の金属層又はそれらの合金層を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、反射部３６を形成する。次いで、図８（Ｄ）に示すように、所定の屈折率を有するＴｉＯ２等の誘電体膜を、例えばスパッタリング法又はイオンビームデポジション法によって積層し、リフトオフ法でレジストパターン７２を除去することによって、導波路部３７を形成する。その後、導波路部３７の導波路反射部の上面に、反射防止膜４２を、例えばイオンアシスト蒸着法によって成膜する。次いで、導波路部３７及び反射防止膜４２を覆うように被覆層４０を、例えばスパッタリング法によって積層する。その後、図８（Ｅ）に示すように、ウエットエッチング法又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて、被覆層４０の上面をエッチングすることによって、受光窪み３５を形成する。以上の工程により、受光窪み３５及びその直下の反射部３６が、一連の薄膜プロセスとして精度良く形成される。
【００８１】
図９は、導波路直進部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。なお、図９（Ａ２）〜（Ｅ２）は、それぞれ、図９（Ａ１）〜（Ｅ１）のａ−ａ線〜ｅ−ｅ線断面を表している。
【００８２】
図９（Ａ１）及び（Ａ２）において、最初に、Ａｌ２Ｏ３等の下地８０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８１を成膜し、その上に、リフトオフ用のレジストパターン８２を形成する。次いで、図９（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８２の直下を除いて、誘電体膜８１の不要部分を除去する。その後、図９（Ｃ１）及び（Ｃ２）に示すように、スパッタリング法等を用いて、サイド導体層となるＡｕ等の導電膜８３を成膜し、この後、レジストパターン８２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。その後、図９（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示すように、レジストパターン８４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８４の直下を除いて、誘電体膜８１及び導電膜８３の不要部分を除去する。次いで、図９（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８１と同じ誘電材料からなるバックフィル誘電体膜８５を形成する。その後、レジストパターン８４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、後のＭＲハイト工程において、図９（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９（Ｅ２）のｆ−ｆ線がＡＢＳ側のヘッド端面となって、ｆ−ｆ線よりも右側が薄膜磁気ヘッドの近接場光発生部となる。
【００８３】
以上の工程を繰り返すことによって、図９（Ｆ）に示すように、近接場光発生部３８、バックフィル誘電体膜８５からなる導波路層８６、さらにその後形成された導波路層８７と、複数個の順次大きくなる導波路層を、連続して形成することができる。これらの導波路層は、導波路直進部の先細りした端部を構成することになる。さらに、下地８０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８８を形成する。ここで、近接場光発生部３８の厚さは、例えば、約３０ｎｍであり、導波路層８６の厚さは、例えば、約６０ｎｍであり、導波路層８７の厚さは、例えば、約３００ｎｍである。さらに、下地８０及びカバー誘電体膜８８の厚さは、例えば、約６０ｎｍである。
【００８４】
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。
【００８５】
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、半導体レーザ１８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、半導体レーザ１８の制御回路をそれぞれ示している。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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半導体レーザに印加される。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、磁気ディスクの記録層及び半導体レーザ１８の、温度検出器９８による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。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半導体レーザ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。
【００８９】
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。また、少なくとも書き込み動作時又はその直前において半導体レーザ１８に通電することが望ましいが、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。
【００９０】
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】
【００９１】
【図１】本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＨＧＡの先端部に装着されている、本発明による薄膜磁気ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの実施形態の要部の構成を概略的に示す図３のＡ−Ａ線断面図、導波路部及び近接場光発生部の形状を示す平面図、及び近接場光発生部のヘッド端面における形状を示す平面図である。
【図５】本発明による薄膜磁気ヘッドが備えている近接場光発生部の他の実施形態を示す断面図及び斜視図、及び近接場光発生部のヘッド端面における位置及び形状を示す平面図である。
【図６】近接場光発生部の発生端の形状についての種々の変更態様を示す、媒体対向面側のヘッド端面の概略図である。
【図７】本発明による、近接場光発生部の発生端におけるオフセット構成と薄膜磁気ヘッドの斜めに固着された構成との作用効果を説明するための概略図である。
【図８】本発明による薄膜磁気ヘッドの受光窪み及び反射部の形成方法の一実施形態を説明する断面図である。
【図９】導波路直進部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】
【００９２】
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）
１８ 半導体レーザ
１９ ファイバホルダ
２０ サスペンション
２１ スライダ
２１０ スライダ基板
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
２６ 光ファイバ
２６０ コア部
２６１ クラッド部
２７、２８、４４、４５、５６、５７、６３、６４ 中心線
２７０ 中心線のトレーリング部分
３０ 浮上面（ＡＢＳ）
３００、５４ ヘッド端面
３１、５５ 素子形成面
３３、５２ ＭＲ効果素子
３３０ 下部電極層
３３２ ＭＲ効果積層体
３３４ 上部電極層
３４、５３ 電磁コイル素子
３４０ 主磁極層
３４０ａ 端部
３４０ｂ、５３０ｂ、６１、６６ 磁極端
３４１ ギャップ層
３４２ コイル層
３４３ コイル絶縁層
３４４ 補助磁極層
３４４ａ、６２、６７ 端
３５、３５′ 受光窪み
３５０ 底面
３６、３６′ 反射部
３６０ 反射層
３７、３７′、５０ 導波路部
３７０ 導波路反射部
３７１ 導波路直進部
３８、３８′、５１ 近接場光発生部
３８ａ、５１ａ、６０、６５ 発生端
３９ 信号端子電極
４０、４０′ 被覆層
４１ 接着剤
４２ 反射防止膜
４３ サイド導体層
４４ 素子間シールド層
５１０ 受光面
７００、７０１ トラック
７１ 誘電体膜
７２ レジストパターン
７３、７４ Ａｒイオン
７５ 基台
８０ 下地
８１ 誘電体膜
８２、８４ レジストパターン
８３ 導電膜
８４ 磁性層
８５ バックフィル誘電体膜
８６、８７ 導波路層
８８ カバー誘電体膜
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体対向面及び該媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、該素子形成面に形成されており該媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、該素子形成面に形成されており該媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、前記発生端が前記磁極端に近接していて該磁極端のリーディング側に位置しており、該発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、該磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記発生端の前記中心線が、前記磁極端の前記中心線から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記発生端の前記媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に短辺を有する正台形であり、前記磁極端の該媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に長辺を有する逆台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記近接場光発生部に照射される光の光路を含む導波路部が設けられており、該近接場光発生部が、該導波路部の該媒体対向面側の端に接していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記近接場光発生部が、前記媒体対向面側のヘッド端面に向かって先細りした形状を有する誘電体層又は金属層であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１から５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、前記電磁コイル素子のためのための信号線と、該薄膜磁気ヘッドが磁気抵抗効果素子を備えている場合は該磁気抵抗効果素子のための信号線とを備えており、前記近接場光発生部に光を照射するための光ファイバをさらに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７】
前記薄膜磁気ヘッドは、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線が前記支持機構の長手方向の中心線に対して斜めになるように、該支持機構に固着されていることを特徴とする請求項６に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項８】
前記薄膜磁気ヘッドの前記中心線のトレーリング側が、前記支持機構の前記中心線に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いていることを特徴とする請求項７に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項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つの磁気ディスクと、前記光ファイバに光を供給するための光源と、該少なくとも１つの磁気ディスク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】
媒体対向面及び該媒体対向面に垂直な素子形成面を有する基板と、該素子形成面に形成されており該媒体対向面側のヘッド端面に達した磁極端を有する、データ書き込み用の電磁コイル素子と、該素子形成面に形成されており該媒体対向面側のヘッド端面に達した発生端を有する、近接場光を発生させて磁気ディスクの書き込むべき部分を加熱するための近接場光発生部とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記媒体対向面側のヘッド端面上での構成として、前記発生端が前記磁極端に近接していて該磁極端のリーディング側に位置しており、該発生端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線が、該磁極端のトラック幅方向に垂直又は略垂直である中心線からずれていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記発生端の前記中心線が、前記磁極端の前記中心線から、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向にずれていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記発生端の前記媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に短辺を有する正台形であり、前記磁極端の該媒体対向面側のヘッド端面上での形状がトレーリング側に長辺を有する逆台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記近接場光発生部に照射される光の光路を含む導波路部が設けられており、該近接場光発生部が、該導波路部の該媒体対向面側の端に接していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記近接場光発生部が、前記媒体対向面側のヘッド端面に向かって先細りした形状を有する誘電体層又は金属層であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１から５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、前記電磁コイル素子のためのための信号線と、該薄膜磁気ヘッドが磁気抵抗効果素子を備えている場合は該磁気抵抗効果素子のための信号線とを備えており、前記近接場光発生部に光を照射するための光ファイバをさらに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７】
前記薄膜磁気ヘッドは、トラック幅方向に垂直又は略垂直である自身の中心線が前記支持機構の長手方向の中心線に対して斜めになるように、該支持機構に固着されていることを特徴とする請求項６に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項８】
前記薄膜磁気ヘッドの前記中心線のトレーリング側が、前記支持機構の前記中心線に対して、磁気ディスクに対向した際に外周側となる方向に向いていることを特徴とする請求項７に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項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つの磁気ディスクと、前記光ファイバに光を供給するための光源と、該少なくとも１つの磁気ディスク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２００７−２０７３４９（Ｐ２００７−２０７３４９Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５３８７（Ｐ２００６−２５３８７）
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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